本研究成果基于微机硬件平台和通用WINDOWS平台,提供两种仿真实现技术途径和软件框架,一是采用电影动画技术,基于AUTOCAD、3DS、Authorware软件交互实现,这种技术适合复杂动态场景,实时性能要求高的场合,缺点是观察路径基本固定,须预先交互设置,消耗微机存储资源,适合机电产品结构组装、性能、外观多媒体演示;一是采用程序动画技术,基于VC OPENGL平台,运动路径和观察路线可以在线交互设定。这种技术适合场景基本固定,运动对象较少但运动轨迹复杂的场合,适合大尺度环境模拟和场景空间俯瞰,如虚拟飞行、虚拟驾驶、虚拟小区漫游、虚拟道路规划等。
该套软件主要特点:
立足微机平台,硬件起步要求低,软件平台可以按需剪裁。利用数码相机获得真实数码图片进行纹理拼帖和远景环幕等技术,建立高度真实感三维几何模型和场景模型。
建立符合物理规律的数学仿真模型,实现模拟加速、减速、过弯道、碰撞等物理效应。
用户自主控制观察视点,可以预设观察路径,实现电影动画演示,也可以交互指定视点,实现空间360角度自由俯瞰和放缩,实现程序动画仿真。
综合文本信息、图形信息、动画信息以及声音信息四大信息,实现三维多媒体效果。
用户可以预先用 AutoCAD和3DS MAX等软件交互建立几何模型,也可以用VC OPENGL建立参数化编程几何模型。
用户可以选择不同材质、光照、背景、纹理素材等,实现真实感自主控制和编程控制。
采用以上技术,现已为成都铁路局货运处、东方锅炉厂等客户开发了铁路货物装载加固、编组运行、冲裁模动作等三维仿真CAI软件,克服了一般的专业性教材和《铁路货物装载加固定型方案》条例因描述过于复杂和文字化,装载工人很难从现有的文字描述和静态平面图中获得具体的应用知识,技术培训工作效率低,教学难度大等困难。
正在研究基于分形几何建立山水树木自然场景,基于地质等高线图、GIS等数据建立三维数字地面模型,基于MRI CT图片建立数字化人体器官模型,正开发基于三维数字地形的土石方开挖、土木工程规划、虚拟铁路虚拟小区效果演示、房屋内装饰布置演示,铁路站线网络信息多媒体查询软件。