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船舶运动可视化建模与轻量化处理技术研究

作　者: 邓学雷
导　师: 陈明
学　校: 大连理工大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: 3ds max 3ds-maxscript 边折叠算法 OpenGL 可视化
分类号: U661
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


科学计算的结果往往是抽象图表和数据，缺乏直观性，从而计算仿真结果的可视化表达很有意义。船舶在海浪中运动仿真分析结果的可视化，可以使船舶设计分析人员能够更直观地了解和掌握船舶的运动响应，对设计工作提供参考。为研究船舶运动仿真可视化方法，快速构建船体模型是首要的基础工作，由于船体模型的复杂性和信息量巨大等特点，若利用OpenGL和DIRECTX等图形库从底层开始建模，工作量大、效率低下，故本文提出了采用3ds max系统建模后利用其系统内脚本语言对模型数据进行抽取和导出，再用C++开发的边折叠算法处理模型数据，进而快速重建失真性小、处理速度快的OpenGL模型，从而实现船舶运动可视化仿真。本文主要研究内容如下：1、运用3ds max中各种建模方法，建立了船舶模型中的各个部件，最终根据船舶总布置图完成可视化运动的三维船体模型；2、运用3ds－maxscript语言将船舶模型中的几何数据和空间数据导出，为船舶模型的重新建立提供数据依据；3、将边折叠算法应用到船舶模型的冗余数据处理中，实现模型数据轻量化处理，使之在显示和动画方面达到可视化的要求：4、应用OpenGL中的API函数，以及导出的模型数据信息，分别对模型中的规则图形和不规则图形进行绘制，完成模型的整个重建工作；5、利用船舶运动过程中的参数信息，以及OpenGL中的显示列表技术和双缓存技术完成船舶运动的可视化。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 论文背景  9-10
  1.2 论文意义  10-11
  1.3 船舶工程设计可视化技术  11-13
  1.4 国内外现状  13-14
  1.5 论文主要工作  14-15
2 应用技术  15-28
  2.1 OpenGL简介  15-23
    2.1.1 OpenGL简介  15
    2.1.2 OpenGL的主要功能  15-17
    2.1.3 OpenGL的基本原理概述  17-18
    2.1.4 OpenGL的工作流程  18
    2.1.5 OpenGL坐标变换  18-21
    2.1.6 OpenGL在Visual C++中应用  21-23
  2.2 3ds-maxscript简介  23
    2.2.1 3ds-maxscript概述  23
    2.2.2 3ds-maxscript功能  23
  2.3 边折叠算法  23-26
    2.3.1 边折叠算法总体思路  23-24
    2.3.2 误差度量  24-26
    2.3.3 折叠点的确定  26
  2.4 Delaunay三角化算法  26-27
  2.5 小节  27-28
3 利用3ds max建立模型  28-37
  3.1 3ds max 8.0简介  28-29
    3.1.1 创建模型  28
    3.1.2 添加材质  28
    3.1.3 配置灯光  28
    3.1.4 约束动画  28-29
    3.1.5 渲染结果  29
  3.2 3ds max 8.0新增功能  29-31
  3.3 3ds max建模方法  31-32
    3.3.1 多边形建模  31
    3.3.2 NUBRS建模  31
    3.3.3 细分曲面技术  31-32
  3.4 利用3ds max建立模型  32-36
  3.5 小节  36-37
4 利用3ds-maxscript分离模型数据  37-46
  4.1 Visual C++中重建3ds max模型方法  37-41
    4.1.1 利用3DS格式文件重建  38-39
    4.1.2 利用ASE格式文件重建  39-41
    4.1.3 存在的问题  41
  4.2 3ds-maxscript的选择  41
  4.3 3ds-maxscript的特点  41-42
  4.4 导出模型数据  42-45
  4.5 小节  45-46
5 模型的重新建立  46-57
  5.1 OpenGL绘制过程  46-47
  5.2 OpenGL的颜色模型  47-48
  5.3 OpenGL的光照和材质  48-49
  5.4 规则图形的建立  49-54
  5.5 不规则图形的建立  54-55
    5.5.1 轻量化处理  54-55
    5.5.2 图形的建立  55
  5.6 模型的建立  55-56
  5.7 小节  56-57
6 运动可视化  57-64
  6.1 动画显示基本原理  57
  6.2 使用OpenGL进行模型变换  57-60
  6.3 显示列表技术  60-61
  6.4 双缓存机制  61-62
  6.5 可视化的实现  62-63
    6.5.1 读取前提条件中的各种参数信息  62
    6.5.2 实现可视化  62-63
  6.6 小节  63-64
结论与展望  64-66
参考文献  66-68
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  68-69
致谢  69-70

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶原理
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