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数字化焦炉三维模型的建立及其展示系统开发

作　者: 许杰
导　师: 欧阳曙光
学　校: 武汉科技大学
专　业: 化学工艺
关键词: 虚拟现实焦炉 SketchUp 3DVIAVirtools 三维交互
分类号: TQ522.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 40次
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内容摘要

在煤化工专业的教学中，对于焦炉的学习是不可或缺的，但由于其自身的特点以及教学条件的限制，初学者往往很难全面、直观地掌握焦炉的内部结构及其工作原理。虚拟现实技术由于不受时空的限制，以其安全性、交互性得到了广泛的关注与应用，并多媒体技术、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。交互式三维焦炉结构展示系统的开发必将有效的提高教学的效率与学生学习的积极性。本文在详细地分析了虚拟现实系统分类、特点以及相关技术的基础上，重点研究和描述了如何配合使用SketchUp+3D Max+3DVIA Virtools软件进行交互式三维焦炉结构展示系统的开发。具体研究内容如下：1.根据焦炉的二维CAD砌砖图对其各组成部分的内、外部结构进行了详细的建模，其结构、尺寸与实际投产焦炉基本一致，每一部分的三维模型包括两种类型：砌砖图与整体结构图；2.本次设计创新性的选择了SketchUp+3D Max+3DVIA Virtools的软件组合进行交互式三维焦炉的开发，并对各软件平台间文件的兼容性进行了大量有益的尝试；3.对目前国内外主流的虚拟现实开发工具进行了简要的介绍，包括：3DVIA Virtools、Vega Prime、EON Reality以及VR-Platform等，并从兼容性、操作、功能等多方面对它们进行了比较，最后，对选用3DVIA Virtools的缘由及其特点进行了详细的阐述;4.根据3DVIA Virtools对三维场景的要求以及导入过程中出现的各种问题，对所建立的焦炉三维模型进行了必要的优化；5.详细的介绍了3DVIA Virtools中系统基本交互功能的实现，主要包括：焦炉各部位结构的名称显示，三维焦炉的拖动、缩放以及旋转展示，基本满足了使用者的交互需求。通过研究，本文对如何运用3DVIA Virtools设计和开发虚拟焦炉演示系统摸索出了一些可行三维解决方法，并为其它同类型教学问题的解决提供了一种可行的思路与参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 课题背景与研究意义  9-10
  1.2 国内外研究状况  10-12
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内研究现状  11-12
  1.3 课题研究内容与目标  12-13
  1.4 论文结构安排  13-14
第二章虚拟现实相关技术  14-29
  2.1 VR 技术简介  14-24
    2.1.1 VR 概述  14-15
    2.1.2 发展历程  15-17
    2.1.3 虚拟现实系统结构及分类  17-20
    2.1.4 虚拟现实技术的应用  20-24
  2.2 三维人机交互  24-29
    2.2.1 三维人机交互概述  24-25
    2.2.2 三维人机交互分类  25-26
    2.2.3 三维交互设备  26-29
第三章数字化焦炉三维模型的建立  29-42
  3.1 三维建模工具  29-33
    3.1.1 常用的三维建模软件  29-32
    3.1.2 三维建模工具的选择  32-33
  3.2 焦炉三维模型的建立  33-42
    3.2.1 炉顶区三维模型的建立  33-35
    3.2.2 燃烧室&炭化室三维模型的建立  35-36
    3.2.3 斜道区三维模型的建立  36-38
    3.2.4 蓄热室三维模型的建立  38-40
    3.2.5 焦炉整体三维结构模型  40-42
第四章虚拟现实系统开发技术  42-51
  4.1 主流的虚拟现实平台  42-47
    4.1.1 Unity 3D  42-43
    4.1.2 Cult 3D  43-44
    4.1.3 EON Reality  44-45
    4.1.4 VR—Platform  45-46
    4.1.5 3DVIA Virtools  46-47
    4.1.6 其它虚拟现实软件  47
  4.2 各虚拟现实软件平台的比较  47
  4.3 3DVIA Virtools 的特点及选用缘由  47-51
    4.3.1 3DVIA Virtools 的特点  47-49
    4.3.2 选用 3DVIA Virtools 的缘由  49-51
第五章数字化焦炉三维交互技术的实现  51-66
  5.1 焦炉三维模型的处理  51-57
    5.1.1 SketchUp 焦炉模型直接导入 3DVIA Virtools  51-52
    5.1.2 SketchUp 焦炉模型导入 3D Max  52-53
    5.1.3 3D Max 中焦炉模型的优化  53-55
    5.1.4 3D Max 中焦炉模型的导出  55-57
  5.2 焦炉三维交互行为的设计  57-63
    5.2.1 焦炉结构的名称显示  57-59
    5.2.2 三维焦炉的拖动展示  59-61
    5.2.3 三维焦炉的放大与缩小  61
    5.2.4 三维焦炉的旋转展示  61-63
  5.3 三维交互系统的调试与发布  63-66
第六章总结与展望  66-69
  6.1 总结  66-68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

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