基于OpenGL的工程三维仿真系统通用开发平台
opencsacade的qt案例
一、介绍OpenCASCADE和Qt框架1.1 介绍OpenCASCADEOpenCASCADE是一个开源的三维几何建模内核,提供了一系列用于处理三维几何建模的工具和算法。
它在航空航天、汽车制造、船舶设计等领域都有广泛的应用。
1.2 介绍Qt框架Qt是一套跨评台的C++图形用户界面应用程序开发框架,它包含一系列的核心组件和工具,可以帮助开发者轻松地创建界面友好的跨评台应用程序。
二、OpenCASCADE与Qt框架的整合2.1 OpenCASCADE和Qt的合作历史OpenCASCADE与Qt的合作历史可以追溯到十多年前,两者在工业领域的深度整合使得工业软件的开发效率得到显著提升。
2.2 OpenCASCADE在Qt中的应用OpenCASCADE提供了一系列的API,使得开发者可以在Qt应用程序中轻松地调用OpenCASCADE的功能,实现三维几何建模、模拟和分析等功能。
三、Opencascade的Qt案例3.1 Opencascade电动车设计案例本案例基于OpenCASCADE和Qt框架,实现了一个电动车的设计与模拟应用程序。
通过该应用程序,用户可以在Qt界面上对电动车进行三维建模,并进行动力学仿真和碰撞检测。
3.2 Opencascade飞机设计案例该案例利用OpenCASCADE和Qt框架,实现了一个飞机设计与分析应用程序。
用户可以在Qt界面上对飞机进行三维建模,并进行空气动力学仿真和强度分析。
3.3 Opencascade船舶设计案例该案例基于OpenCASCADE和Qt框架,实现了一个船舶设计与仿真应用程序。
用户可以在Qt界面上对船舶进行三维建模,并进行浮力计算和船体结构分析。
四、Opencascade的Qt案例优势和未来展望4.1 优势OpenCASCADE的Qt案例具有以下优势:a) 结合了OpenCASCADE的强大三维建模功能和Qt的友好用户界面设计,提供了良好的用户体验。
b) 支持跨评台,可以在Windows、Linux和MacOS等多个操作系统上运行。
基于OpenGL的新型水雷三维仿真训练系统
K e wo d : D i a in;n e a t ec n o ; e GL c n l g ; r g a v lpig e vio e t m o e h w ig y r s 3 smult o it rc i o t l Op n v r t h oo y po e r m de eo n n r n n ; m d ls o n
练系统 的方法和 过程。重点阐述了如何在 O eGL 开发环境中实现对三维模型 的交 互控制 。训练系统的建立证 pn
明了方法 的可行性 。
关键词:三维仿真 ;交互控制 :O e G pn L技术 :开发环境 :模型显示
3D a ni yse f rN e M i s d n Ope Tr i ng S t m o w neBa e o nGL
i eat e o t l f D ojc eO e G rga d vlpn n i n n. h rcs f u dn et ii n rc v n o o bet i t p n Lporm e e igev o metT epo es i ig h a n t i c r 3 sn h o r ob l t rn g
光线跟踪 的高质量静止 或活动的三维彩色图像l。 ”
O eG pn L渲染使用一种流水线结构 。 pn O eGL使 用
加速 了应用程序 的开发。功能强大 O eGL可 以在所 pn 有流行 的个 人计算机和工作站平 台上开发和使用 ,确
4个主要阶段 来处理像素和顶 点数据 :顶点操作 、像
l 引 言
采用OpenGL实现的三维游戏引擎设计与开发
采用OpenGL实现的三维游戏引擎设计与开发近年来,随着游戏产业的蓬勃发展,三维游戏引擎成为游戏开发领域的热门话题。
采用OpenGL实现的三维游戏引擎设计与开发,成为众多游戏开发者关注的焦点。
本文将深入探讨采用OpenGL实现的三维游戏引擎的设计与开发过程,带领读者一窥其奥秘。
一、三维游戏引擎概述三维游戏引擎是指用于开发三维游戏的软件框架,它提供了各种功能和工具,帮助开发者创建出高质量、逼真的三维游戏。
OpenGL作为一种跨平台的图形库,被广泛应用于三维游戏引擎的开发中。
采用OpenGL实现的三维游戏引擎具有良好的跨平台性和性能表现,因此备受开发者青睐。
二、OpenGL简介OpenGL(Open Graphics Library)是一种用于渲染2D、3D矢量图形的跨平台图形库。
它提供了一系列的函数接口,帮助开发者利用硬件加速来进行图形渲染。
OpenGL具有强大的图形处理能力和良好的跨平台性,适合用于开发各种类型的图形应用程序,尤其是三维游戏引擎。
三、三维游戏引擎设计1. 游戏引擎架构在设计三维游戏引擎时,首先需要考虑其架构设计。
一个典型的三维游戏引擎包括渲染引擎、物理引擎、场景管理器、资源管理器等模块。
渲染引擎负责处理图形渲染相关任务,物理引擎处理物体之间的碰撞和运动等物理效果,场景管理器负责管理游戏场景中的各种对象,资源管理器则负责加载和管理游戏所需的资源文件。
2. 图形渲染技术在采用OpenGL实现的三维游戏引擎中,图形渲染技术是至关重要的一环。
OpenGL提供了丰富的图形渲染功能,包括顶点着色器、片元着色器、纹理映射等功能。
通过合理地利用这些功能,可以实现出色彩丰富、逼真度高的画面效果。
3. 物理模拟技术除了图形渲染技术外,物理模拟技术也是三维游戏引擎不可或缺的一部分。
通过物理引擎模拟物体之间的碰撞、重力等物理效果,可以使得游戏更加真实和具有交互性。
在设计三维游戏引擎时,需要合理地集成物理模拟技术,以提升游戏体验。
利用OpenGL实现常用机构的三维运动仿真
利 用 Op n e GL 实 现 常 用 构 的 三 维 运 动 仿 真 机
李 素 有 ,侯 宇 ,孙 智 民
( 北 工 业 太 学 ,陕 西 西 安 7 07 ) 西 10 2
验 获得 的大 量 数 据 按 照 其 自身 的 物 理 背 景 进 行 有 机 的
录卅 面 问 对 象 ( bet r ne ) i O lc oi td 的编 程 技 术 , 用 Mi sf e 选 c ot o r
摘
要 :介 绍 了在 Widw x N n o s / T环 境 下 , 过 Vsa +调 用 O e G 9 通 i l u C十 p n L图形 库 中 的 函 数 开发 具 有 真 实 感 的 常 用机 构 的 三 雄 图 像 运 动仿 真 的 方 法 =根 据 常 用机 构 几 何 参 数 建 立 数 学模 型后 , 算进 行 参 数 化 三 对
^ P 耙c 埘 , 【 … , ’ 5 - 7 0 7 ( Ⅱ ⅡⅡ 1 0 2 m ,
Absr c Thsp e  ̄r u e h meh 0d v l te3) ga h e tlt ss uatn o o t o me h ns b s lC + + t a t: i 印 cite c st d e te L e e ̄ h 1  ̄ p ia ahei q lt fc Rl n d l c u o  ̄ c a im y Viua
c l t f t n p n n e ee vltn ̄ f n o s x N 3 a a l em d l go  ̄ m n nme h ns a 4d o t ln a i h u c o si o e Glu d r h n j u e t d w / T D p rme i o ei f2 lo c a im i c n e u i n f o o Wi 9 I n o s at u d n mte aJs m d 1 a c r ig 1 c a i t cu p rm tr 、aa 3  ̄h as mo e f r i ig n h t t o e c od n o me h n s s u t ̄ aa ees , D m ebl o c 1 m r , l ai m d l t ra 日 t 删e s i h e le l v s s
基于OpenGL的三维动画效果设计与实现
基于OpenGL的三维动画效果设计与实现OpenGL是一种跨平台的图形库,广泛应用于计算机图形学、游戏开发和虚拟现实等领域。
在OpenGL的基础上,可以实现各种精美的三维动画效果,如逼真的光影效果、自然的物理模拟和华丽的特效等。
本文将介绍如何基于OpenGL实现三维动画效果。
一、OpenGL简介OpenGL(Open Graphics Library)是一种跨平台的图形库,可以用于开发高性能的3D图形应用程序。
它提供了一套标准的API,程序员可以使用OpenGL库里的函数来绘制各种图形,包括点、线、三角形等。
OpenGL的主要优点是跨平台,程序可以在不同的操作系统和硬件上运行,并且不需要对程序做太多的修改。
二、OpenGL开发环境在开始OpenGL开发之前,需要配置正确的开发环境。
OpenGL的开发环境包括编程语言、OpenGL库、窗口系统和OpenGL的开发工具等。
编程语言:OpenGL支持多种编程语言,如C/C++、Java、Python等。
其中,C/C++是最常用的开发语言,因为它可以直接调用OpenGL的函数库。
OpenGL库:OpenGL库是开发OpenGL程序时必须的工具,它包含了OpenGL 的所有函数和常量。
窗口系统:OpenGL需要一个可视化的窗口系统,用来显示图形界面。
常用的窗口系统有Windows、Linux和MacOS等。
开发工具:开发OpenGL程序需要使用各种IDE和编辑器,如Visual Studio、CodeBlocks和Eclipse等。
三、实现三维动画效果的基础知识1.三维坐标系OpenGL使用右手坐标系表示三维坐标系,其中x轴向右,y轴向上,z轴向外。
2.矩阵变换OpenGL可以通过矩阵变换来实现图形的移动、旋转、缩放等操作。
常用的变换矩阵包括平移矩阵、旋转矩阵和缩放矩阵。
3.光照模型光照模型是OpenGL中重要的概念之一,它用来计算光源对物体的影响。
其中,主要包括光源的位置、光线的颜色和强度等因素。
基于OpenGL的通用视景仿真平台关键技术研究
Op e n GL b a s e d u n i v e r s a l s i mu l a t i o n p l a t f o r m a n d k e y t e c h n o l o g y r e s e a r c h
UU Z h o u . z h o u
们的需求 , 这 些 功 能都 可 以得 到满 足 1 2 1 。
来 并 且 可 以让 人 们 亲 身 拟 世 界 是
一
个 包 含 了 所 有 虚 拟 环 境 或 者 是 已 经 给定 了仿 真 环 境 的全
1 虚 拟 视 景 仿 真 平 台的 系统 组 成
像处理、 多媒 体 技 术 、 屏 显技 术 、 多 信 息 合 成 技 术 的 集 中体 现 。本 论 文 围 绕 ” 基于O p e n G L的 虚 拟 视 景 仿 真 平 台” 的 设
计、 开 发 及 实现 过 程 , 基于O p e n G L的 实例 开 发 环 境 , 实 现 了通 用 的 虚 拟 视 景 仿 真 平 台 , 虚拟仿 真结果最后验 证 了系
第2 1 卷 第 1 3期
V0 1 . 21
No . 1 3
电子设 计 工程
El e c t r o n i c De s i g n E n g i n e e r i n g
2 0 1 3年 7月
J u 1 . 2 0 1 3
基于 O p e n G L 的通 用视景仿真平 台关键 技术研 究
地形数据接 设备接 1 : 3
三维视景构造I 绘制管 . / = == == =
统 的 实现 性 和 正 确 性 。
关键 词 : 虚 拟 视 景 技 术 ;仿 真 ; 关键 技 术 ; O p e n G L 中图分类号 : T P 3 7 3 文献标识码 : A 文 章 编 号 :1 6 7 4 — 6 2 3 6 ( 2 0 1 3 ) 1 3 — 0 0 1 1 — 0 3
基于OpenGL的钻井三维场景动态仿真
文编: —1114 章号0 0(0—— 1 82)00 0 70074 6 0
基 于 O eG pn L的钻井 三维 场 景 动态 仿 真
王武礼 , 杨 华 , 王延 江 , 高 伟
( 中国石 油大学 信息与控制工程学院, 山东 东营 2 76 ) 5 0 1
摘
要 :为能在 脱 离钻 井现场 的情 况下 向学 员展 示钻 井操 作 的工 艺流程 , 开发基 于 O eG pn L的钻 井
三 维场景仿 真 系统.利 用 3 SMA D X构造复 杂的钻 井设备模 型 ; O eG 在 pn L平 台 中调 用该模型 , 并利
用双缓 存技 术控 制各 三维模 型在场景 中平 滑的 运动 , 实现钻 井三 维场 景 的动 态仿 真.该 系统 可以
逼真 地仿真 正 常钻 进 、 下钻 、 起 卸扣和 上卡 等 多种 钻 井工 艺流程 .
0 引 言
钻 井仿 真是利 用硬件 和软件 模拟 钻井 和井控 的
过程 . 钻井仿 真系 统主要 包括硬 件仿 真控制 台 、 型 模
强、 交互性 好 的三维 场 景 不仅 能 给 人 以身 临其 境 的 感觉 , 而且可 以加深 学员对 现场操 作 的理 解 , 高培 提 训 效率 . 但 是 , … 目前 各 油 田钻 井 仿 真 系 统 中 的三 维场景 要么 是现场 录像 , 么是 用 3 SM X做 的动 要 D A 画, 这样 的三 维场景 交互性 差 、 培训 效果 不好 .2 - O eG 是 由 S I公 司 在 其 G Gahc pn L G L( rpi s
s c s n r l rli g,t p,s a k e,o si u h a o ma d ln i i r h cl n lp,a d S n. n Oo Ke r s:d li g;3 s e e;Op nGL;3DS MAX y wo d i r ln D c n e
什么是OSG
自成立以来,OSG中文论坛的发展迅速,从最初的数十人发展到如今超过8000名注册用户的规模,在国内开发者中间积累了相当的知名度,并逐步受到国外OSG核心开发者的重视和好评。相信作为OSG在亚洲推广的一个重要组成部分,osgChina的发展也会逐渐稳步前进,为更多开发者们提供免费的服务和信息交流的渠道,并进一步为这个成熟的三维渲染引擎的发展做出应用的贡献。
2008年初,中国唯一的OpenSceneGraph官方网站镜像和开发者社区:osgChina正式宣布成立,它的目的是为全中国的OSG爱好者和开发者们提供一个舒适、准确、高效的技术交流平台,使初学者不致迷失于庞大的OSG系统架构中,使有志于OSG开发和虚拟显示行业的朋友能够及时地发表自己的看法和作品,或者寻求合作、招聘和求职。
OpenSceneGraph的网站地址为:/
osgChina中文社区论坛的地址如下:/
(撰稿:申闫春 王锐)
基于OpenGL的工业现场三维仿真方案
2021.51概述随着计算机技术的飞速发展,过去在大型机上才能实现的三维仿真工作现在在普通的个人电脑上借助于OpenGL 编程技术[1-2]也能实现了,成本的降低和工业4.0的热潮使得工业现场三维仿真项目有了越来越多的市场。
OpenGL 技术是一个开放的跨平台的渲染三维图形的应用编程接口,既可以在Windows 下使用也可以在Linux 下使用,可移植行很好。
工业现场三维仿真方案既可以在项目实施之前论证项目可行性和方案预演,又可以在项目实施后通过软件在线仿真实时监控设备的运行状态方便系统维护,具有很强的实用性。
2模型建模工业现场三维仿真之前首先要对工业现场的物体进行3D 建模生成各个物体的模型文件,3D 软件设计生成的模型文件格式很多,在这些格式中以obj 和stl 这两种格式最为常见,obj 和stl 文件格式都是按照使用一系列的三角形面片数据拟合3D 模型的原理设计的。
obj 文件是Alias Wavefront 公司定义开发的一种3D 模型文件格式,适合用于不同三维设计软件模型之间的互导,目前几乎所有知名的3D 软件都支持这种文件格式,在一个obj 文件中,首先有一些以v、vt、vn 前缀开头的行指定了所有的顶点坐标、纹理坐标和法线向量,然后再由一些以f 开头的行指定每一个三角形面片对应的顶点坐标、纹理坐标和法线向量的索引。
stl 文件是3DSystem 公司定义开发的一种3D 模型文件格式,目前已被公认为快速成型领域的标准格式文件,stl 文件包括二进制和ASCII 字符两种格式,二进制格式文件占硬盘空间小,节省文件存储和处理的时间,但可读性差,而ASCII 格式的文件虽然占用更多的存储空间但可读性好。
使用专业的3D 软件设计后生成的obj、stl 文件在Windows 操作系统文件浏览器里的截图示意如图1所示。
以stl 文件格式为例进行介绍,其他格式文件可以通过转换工具转换成stl 格式。
基于OpenGL的有限元建模三维仿真
# c d \ u. ” / pn L i l e” &) h / O eG 辅助库 nu 【 本文的代码在 c+ u dr. 下运行通过 , +B i e 0 l 6 做 很小的修改即可运用到 V 6 0中。 C. 2 2 O eG . pn L与 程序 的关 联 实现 O eG pn L与应用程序图形窗 口之间的关联 是 O eG 程序设计 的关键 , pn L 对此 , 首先需要设置像
d v l p d. a t l a t a n tnc sgv n. e eo e Atl s ,al cu li sa e i ie
Ke r s Op n y wo d : e GL; i i lme tmo ei g 3 一D s lt n F nt ee n d l ; e n i ai mu o
在 目前的工程分析上 , 限元分析软件 已成为 有 业内的主流, 而在这方面国内市场绝大部分被国外
的大型通用 有 限元 软 件 如 : N Y 、 A T A A S S N S R N所 占 据 , 然我 国早期 也 曾开发 过 这 种 通 用 的有 限元 软 虽 件 , 最终都 未 能走 向市场 。但是 , 但 通用商 业 软件常 有专 业 性不 强 、 以运 用 的弱 点 。 因而 , 难 在这 方 面 ,
p o e so rc s f 3一D smu ai n b s d o p n . i gt i , r d s o a y t m f nt l me t o t a e i i lt a e n O e GL Us s a p e ip s l s o n h s e o i ee n f r i f e s w s
摘
要 : 有 限元 建模 方 面利 用 O eG 在 pn L进 行 三维仿 真 , 究 了有 限元 分析 类库 的建 立 , 研 系统
基于OpenGL的系统仿真模型的建立
基 于 Op n e GL的 系统 仿 真 模 型 的建 立
刘 波 ,李 光
(. 1 河北软件职业技术学 院 ,河北 保定 0 10 ;2 河北 工程 技术高等专科 学校 ,河北 沧州 0 1 0 ) 700 . 6 0 1
摘 要 :介 绍 了利 用 O eG pn L进 行 系统 仿 真 模 型 的 方 法 思路 , 包括 几 何 模 型 的 构 建 、 图 像 处 理 方 法 、
动 画显示 以及投影视 角的选择等 问题 的处理 方法。
关 键 词 :O eGL 建模 ; 动 画 pn ; 中 图 分 类 号 :T 9 5 N 1 文 献 标 识 码 A
的大公 司 ,都 将 它作 为 自己的 图形标 准 ,从 而使
0 引 言
目前 ,以 P C机 为 主 的 C D/ A 系 统在 中 A C M 小企 业得 到 了广泛 的应用 ,机械 系 统仿 真 分 析 已
维普资讯
第2 3卷第 4 期
20 0 7年 9月
电
力
科
学
与
工
程
Vb . 3. No 4 12 . S p. 2 0 e , 07 6 9
Elc r o rS i c n g n e i g e ti P we ce ea d En ie r c n n
成为运 动学 和 动 力 学 研 究 的一 种 重 要 手 段 和 方
之成 为新 一 代 的三 维 图形 工 业 标 准 。Opn L是 eG 为 图形工 作 站 开 发 的三 维 图形 绘 制 、操 纵 接 V, I 经过 微软 公 司购买 与 改造 ,使 之 可应 用 于个 人计 算机 上 。Opn L被 设 计 成 独 立 于硬 件 ,可 以在 eG 许 多 不 同的硬件 平 台上 开发 。 严 格 的讲 O eG pn L是 一个 三维 图形 绘制 函数 库 ,它 可 以在 W idws 作 系 统上 ,悬 挂在 Vi no 操 —
用OPenGL实现的微机原理实验三维仿真系统
《 机 原理》 是高校 计算机 专业 及相关 专业 必 微 修 的课程 ,与本 课程 配套 的实验 教学难度 大 而学 习 者 也不容 易理解 和掌 握 ,因此 ,如何搞 好 《 机原 微 理 》课程 实 验教 学一 直是 大家 关心 的 问题 。 虽然 ,现在 大 部分高校 都配 备 了相 应 的实验设
一
类是 验证 性实验 。这类 实验 主要包 括单 板机
和Wno sN3 5 idw T . 以上 的版本 中。并对原来 的OeG pnL 库进行扩 展 ,增加 了1个wL 前缀的专用 函数 ,用 6 G为 于连接0 e p脚 W n2 口系统 。这些 函数管理 绘图 i3 窗 描述 表 、显 示 列表 、扩 展 函 数和 字 体位 图 ,提 供 6 个W n 2 A I 数处 理象 素格 式及 缓冲 。用 这些 函 i3 P 函 数和O eG 的绘 图库结 合起 来 ,可 以方 便地 实现在 p nL
M c o o t 司把O e G 集成  ̄ W n o s O P 2 ir s f 公 p nL J l i dw S R
I 拍 冲 生 节脉 发器 t
l 起停 控制电 路
t
系 统 脉 冲 信 号
图 1 脉冲信号产生原理
二 、 系 统 主要 设 计 思 想
微 机 原理 实验 主 要可分 为 两类 :
节 拍 脉 冲
m lm 2… . … , 7, 8 , … m m
光、环境光、镜面光和漫反射光,材质用模型表面
的反射 特性 表 示 。 () 5 图象功 能 :不 仅提 供 了进 行底 层 象 素拷 贝
和 读写操 作 的函数 ,还提 供 了反走样 、融合和 雾化
等 增 强图象 效果 。 () 理映 射 :O e G 的纹 理映 射 功能可 十 分 6纹 pn L 逼 真地 再现 物 体表 面 的细节 。 () 时动 画 :利 用0 n 的双 缓存 ( ulBfe) 7实 pG eL D beufr o 技 术可 获得 平滑 逼真 的动 画效 果 。 () 8 交互 技 术 :提供 了方便 的三维 图形 交 互接 口,可 进行 人机 交 互操 作 。 利用 O eG 进 行 图形操 作并在计 算机 上生 成三 pn L 维 图形场 景 的基 本步 骤 为 : 几何 建 模 一设 置视 n o s 2 的O e G 实现 原 理 . idw 3 下 p nL
基于OpenGL三维图形的开发
纹理映射(Texture Mapping):利用OpenGL纹理映射功能可以十分 逼真地表达物体表面细节。 位图显示和图象增强:图象功能除了基本的拷贝和像素读写外,还提 供融合(Blending)、反走样(Antialiasing)和雾(fog)的特殊图 象效果处理。以上三条可是被仿真物更具真实感,增强图形显示的效 果。
用户必须从点、线、面等最基本的图形单 元开始构造自己的三维模型
OpenGL提供了以下的对三维物体的绘制 方式:
网格线绘图方式(wireframe):这种方式仅绘制三维物体的网格轮廓 线。 深度优先网格线绘图方式(depth_cued):用网格线方式绘图,增加 模拟人眼看物体一样,远处的物体比近处的物体要暗些。 反走样网格线绘图方式(antialiased):用网格线方式绘图,绘图时采 用反走样技术以减少图形线条的参差不齐。 平面消隐绘图方式(flat_shade):对模型的隐藏面进行消隐,对模型 的平面单元按光照程度进行着色但不进行光滑处理。
OpenGL具体功能
模型绘制:OpenGL能够绘制点、线和多边形。应用这些基 本的形体,我们可以构造出几乎所有的三维模型。 OpenGL通常用模型的多边形的顶点来描述三维模型。如 何通过多边形及其顶点来描述三维模型,在指南的在后续 章节会有详细的介绍。 模型观察:在建立了三维景物模型后,就需要用OpenGL描 述如何观察所建立的三维模型。观察三维模型是通过一系 列的坐标变换进行的。模型的坐标变换在使观察者能够在 视点位置观察与视点相适应的三维模型景观。在整个三维 模型的观察过程中,投影变换的类型决定观察三维模型的 观察方式,不同的投影变换得到的三维模型的景象也是不 同的。最后的视窗变换则对模型的景象进行裁剪缩放,即 决定整个三维模型在屏幕上的图象。
基于OpenGL的三维仿真系统开发
好的认识 , 二维 图形 的应用 已非 常 普及 , 随着 技 术 的提 高 , 逐 步向三维 图形转换 , 少 的企 业也 引进 了一 些 著名 的设 不 计系统 , Po E、 G一 Ⅱ、 A A 等 。 如 r/ U C TI 但这 些 系 统价 格 昂 贵, 庞大复杂 , 业性 强 , 多功 能 极 为繁杂 。开 发一 种 简 专 许 便有 效的三维仿 真系统对 提高技术 有一定 的实 际意义 。 1 模型 建立和数据 转换 在三维 图形 的处理过程 中 , 要绘 制许 多复杂 的图形 , 如 机构 的仿真 中的减速器 、 内燃 机等 , 单纯 利用 O eGL库提 pn 供 的基本几何体 构造 比较 困难 。在 程 序 的设 计 编写 时 , 大
摘要 : 介绍 了三维仿 真 中模型 建立时所 涉及到的模 型构造 、 光照 、 色彩 等 问题 的处理 , 分析 了实现三维仿 真 系统 的
基本 方法 。
关 键 词 : 维 仿 真 ; 据 转 换 ; 模 ; pn 三 数 建 O eGL 中 图 分 类 号 : P 9 . T 3 19 文献标 识码 : A 文 章 编 号 :0 7 4 3 2 0 )4—0 6 一叭 10 —9 8 (0 2 0 03
De e o m e to D m u a i n S s e Ba e n e GL v l p n f 3 Si l to y t m s d o Op n
LU n, Pi ZH U n— xi Ge ng, n LITi g— tn i g
( hjn i r t f eh o g ,hj n n zo ,1 0 4 C i ) Z eagUnv s yo c nl y Z ea gHagh u 3 0 2 , hn i ei T o i a
基于opengl的虚拟视景仿真系统研究与实现
( colfA tm t n N  ̄ w s r o t h i lU i r , /a 1 19 C i ) Sh o o uo ai , o h e e P l e nc n e X ’n7 0 2 , hn o tn y c a vs a
Ab t a t I r e o d sg f ce t i l td a v r t f vs a i lt n d sg a k ,b s d sr c :n o d rt e i n ef inl smu ae a ey o iu lsmu ai e in ts s a e i y i o o e GL, d sg e a d mp e n e a u i e s l i u l c n s lt n s s m. S s m s g n Op n e i d n i l me td n v r a n vr a t s e e i ai y t mu o e yt e ui n
la r e—dme s n lmo es rvd srn o tran a d DE tran itr c n ulsvvdy o dt e h i n i a d l,po ie a d m eri n M eri ne a e a d b i iil o f d
vs a i lt n e vr n n .Me n i smu a in r s l a lob a e ef r o i e .T e iu l mu ai n io me t s o a wh l i l t e u t c n as es v d i t m f d o h e, o s nh o v s se h s b e r v d t e u ie s la d f x b e in f a t e u i g d v lp n y l. y tm a e n p e o b n v r a n e i l ,sg i c n l r d cn e e o me tc ce o l i y Ke r s Viu i lt n; e GL; c n a h; e an V s aia in; d o C p u e y wo d : s a S mu ai Op n l o S e e Gr p T r i iu l t z o Vie a t r
基于OpenGL的空战三维可视化仿真系统
关键词 : pn L 三维建模 ; 维仿真 ; O eG ; 三 发射导 弹; 虚拟现实
中图 分 类 号 : P 9 . 1 T 3 14 文 献标 识 码 : A
3 v s a ie i u a in s se o i g tb s d o e GL iu l d sm lto y tm f r ar f h a e n Op n D z i
Absr c t a t:T e is e o o t e l e 3D iuaie i l t n s se o i g t b s d o p n g a h c lb ay h s u fh w o r ai v s l d smu ai y tm fa rf h a e n o e rp i i r r z z o i
维普资讯
第3 4卷第 1 期 1
20 0 7年 1 月 1
应
用
科
技
V 13 № . 1 0 . 4. 1 NO . 0 7 V2 o
A pi d S i n e a d T c n lg p l ce c n e h oo y e
文章 编号 :0 9—6 1 2 0 ) 1 0 4 0 10 7 x(0 7 1 — 0 6— 5
基 于 O eG pn L的 空 战 三 维 可 视 化 仿 真 系统
卞泳锋 , 张兴周 , 韩 亮
( 尔滨 工程 大 学 信 息 与通 信 工 程 学 院 , 哈 黑龙 江 哈 尔滨 100 ) 50 1
Th n t e mo e s ta f r d it e GL p o r m s h s o e c mi g t e d fiu t n t o sr ci n o o — e h d lwa rnso me n o Op n r g a ,t u v r o n h ifc ly i he c n tu to fc r n pe d lb ie t sn e GL,a d r d c n h d ln r la . I hep o e so d ii g,t e it r lx mo e yd r c l u i g Op n y n e u i gt e mo ei gwo k o d n t r c s f3D rvn h n e -
基于OpenGL的三维景观动态仿真
0 引 言
三维 可视化 技术 是 当今 一 个 十 分活 跃 的研 究 领域 , 已广 泛应用 于地 质 、 地产 、 房 医学 、 乐 与 游 娱 戏 、 象数 据等 多个 领 域. 技术 的核 心是 在 虚 拟 气 此 环境 下如何 实现 三维 真实 感 图形 的模 拟仿 真口 ] 屯.
有一 定 的价值 .
2 1 1 随 机 地 形 网 格 生 成 算 法 . _
地 形 模 拟 中
1 开 发 环 境 设 置
本研 究 以 Viu l s a C++ 6 0可视 化 编程 工 具 . 为平 台 , 助 Op n 借 e GL图形 库来 设 置 开发 环 境. 具 体 的开发 环境 设置 步骤 如下 ] : a 首 先 建 立 工 程 , 将 O e GL相 关 头 文 件 . 并 pn
图形 库. 合 Op n 结 e GL 的 众 多 优 点 , 研 究 借 助 本
O e GL软件包 实 现 了三 维 自然 景观 的可 视 化 控 pn 制 系统 , 而更 直 观 地 表 达 虚 拟 环境 下 的 三 维 景 从
调用递归 函数
H
绘制分维 曲面
图 1 随机 插 值 法 模 拟 地 形 设 计 思 想
和链 接库 分别 加到 Viu l s a C++ 的 Icu e L b n ld 和 i
的 目录 中 ; b 在视 图类 的 P e rae n o 函数 内设 置 . rC etWid w
窗 口类 型 ;
小来 模拟 地 形 的高 低 起 伏 的效 果 . 文 采用 取 随 本 机值 的方 法获 得某 点高 程值. 心算 法描 述如 下 : 核
人 机 交 互 、 时 漫游 的效 果 . 实 关 键 词 : e GL 纹 理 映 射 ; amul o 样 条 曲 线 ; Op n ; Ct l —R m 自然 景 观
基于OpenGL的3D虚拟场景设计与实现
基于OpenGL的3D虚拟场景设计与实现院系专业班级学号姓名指导教师负责教师沈阳航空航天大学2010年6月摘要虚拟现实技术是一门新兴的学科,是迄今为止最强的人机接口技术,也是一项最基本最重要的研究内容。
目前,虚拟现实技术已广泛应用到许多领域。
虚拟现实技术是利用计算机中高逼真的虚拟环境,并通过多种传感器接口,使用户“沉浸”到该虚拟环境中,从而实现用户与虚拟环境之间的交互。
建立虚拟系统的首要问题便是虚拟环境的构建。
本文主要论述了如何构建一幅“天涯共此时”的虚拟场景。
该场景的实现基于OpenGL绘图知识和MFC编程原理及应用程序的整体框架。
在此基础上,本文主要开展了以下几个方面的研究工作:一、对OpenGL的编程功能和工作原理进行了分析,包括绘图流程以及OpenGL 的主要功能。
对编程开发工具VC++进行了简单介绍,并概括出MFC的编程原理及应用程序的整体框架。
此外,还分析了OpenGL绘制图形的优化工具——显示列表的使用与管理以及OpenGL绘制复杂图形的方法—图形变换。
二、利用MFC框架和OpenGL的显示列表知识以及有关绘图函数,完成了复杂的雪花、花瓣、弯月、灯笼的绘制,实现了一幅“天涯共此时”场景的天空场景,同时,还实现了花瓣飞舞、雪花飞舞、灯笼随风飘动、花瓣飞舞场景与雪花飞舞场景的相互转化等功能。
三、基于图形方法,利用OpenGL绘图函数,实现了由小树、小人、小房子组成的地面场景的绘制,使整个虚拟场景看起来更加和谐、唯美。
关键词:虚拟场景;OpenGL;显示列表;图形变换Design and Implementation of 3D virtual Scene Using OpenGLAbstractAs a rising subject, virtual reality is the best human-machine interface technology, and it is also the fundamental and important study content. At present, the virtual reality technology has broad applications to many areas. Virtual reality technology is the use of sensor interface, users can immerse to the virtual environment. And through a variety of senor interface, users can immerse to the virtual environment, achieving interaction between user and the virtual environment.This paper elaborates how to establish a scene of “Time Together Across the Strait”. On this base, this paper carried out research in these aspects as follows:Firstly, make some analysis about OpenGL programming and working theory, including the drawing process and the main functions of OpenGL and so on. Make an introduction about VC++, at the same time summarize programming principles of MFC and application frame work. Besides, analyze rendering graphics optimization tools of OpenGL—the use and management of display list, and the method of drawing complex graphics—graphics transformation.Second, using MFC framework and OpenGL display list and relevant drawing function knowledge, finished drawing complex snowflakes, petals, moon, lantern. R ealize the scene of “Time Together Across the Strait”, but also achieve the scene of petals flying, snowflakes dancing, waving lantern dancing with the wind and the mutual transformation function of petal flying and snowflakes dancing.In the end, basing on the method of graphics, realize the construction of ground system consisting of tree, little people and small house, make whole virtual scene look more harmonious and beautiful.Keywords: virtual environment; OpenGL; display list; graphics transformation目录1 绪论 (1)1.1 虚拟现实的发展及研究现状 (1)1.1.1 虚拟现实的起源和发展 (1)1.1.2 国内外研究现状 (2)1.2 基于OpenGL的系统实现方法 (4)1.2.1 OpenGL图形库技术 (4)1.2.2 VC++编程平台及MFC库 (6)1.3 小结 (9)2 需求分析 (10)2.1 任务背景及目标 (10)2.2 任务功能分析 (11)2.3 系统开发技术 (12)2.3.1 显示列表技术 (12)2.3.2 场景变换原理 (13)2.4 小结 (13)3 软件设计与实现 (14)3.1 总体设计 (14)3.2 天空模块 (16)3.2.1 天空模块功能及原理 (16)3.2.2 天空模块中的数学关系 (17)3.2.3 天空模块的算法实现 (18)3.2.4 基于OpenGL的天空模块的设计与实现 (20)3.3 灯笼模块 (20)3.3.1 灯笼模块的功能及原理 (20)3.3.2 基于OpenGL的灯笼模块的算法设计与实现 (21)3.4 地面模块 (22)3.4.1 地面模块功能及原理 (22)3.4.2 基于OpenGL的地面模块的算法设计与实现 (23)3.5 小结 (24)4 软件测试和运行 (25)4.1 实验环境 (25)4.2 环境配置 (25)4.3 运行结果 (27)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论虚拟现实技术是近年来十分活跃的技术研究领域,是一系列高新技术的汇集,这些技术包括计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感技术以及高度并行的实时计算技术,还包括人的行为学研究等多项关键技术。
基于OpenGL的建筑施工虚拟仿真平台的研究与开发
已有 4D - GCPSU 图形平台基础上, 自主研究开发基于 OpenGL 的建筑施 工 虚 拟 仿 真 平 台 。 通 过 对 3D 模 型 进 行 材 纹理 、 光照等真实感处理, 实现了真实感模型渲染 。 应用 OpenGL 的 双 缓 存 技 术 实 现 3D 动 态 模 拟 和 动 画 显 示, 质、 并通过人机交互技术提供了虚拟场景的创建和控制功能 。 该平台经实际工程的 应 用 测 试, 取得了较好的真实感模 可支持基于 4D 技术的建筑施工虚拟仿真与动态管理, 具有实际应用价值 。 型渲染和 3D 动画显示效果, 【关键词 】OpenGL ;3D 真实感模型;3D 动画;虚拟仿真;建筑施工 【中图分类号 】TU17 ; TP391. 9 【文献标识码 】A 【文章编号 】1674 - 7461 ( 2009 ) 02 - 0055 - 08
基于 OpenGL 的建筑施工虚拟仿真平台的研究与开发 3D 动态查看以及多面视图 括放大 、 缩小 、 窗口缩放 、 浏览等 。 漫游是按 指 定 路 径 移 动 视 点, 实现对模型 的多视点动态浏览 。 ( 3 ) 数据管理模块 实现平台对数 据 库 的 访 问 和 管 理, 包括用户注 册、 用户权限配置 、 用 户 登 入 与 验 证、 协同工作管理 和数据访 问 与 操 作 权 限 管 理 。 其 中 协 同 工 作 管 理 防止 是通过签入签出机 制 保 证 多 用 户 的 协 同 工 作, 数据的并 发 操 作 和 冲 突 。 数 据 访 问 与 操 作 权 限 管 理是根据 用 户 配 置 的 权 限 进 行 身 份 验 证 和 情 况 反 防止错误操作和无权操作 。 馈, ( 4 ) 交互模块 包括虚拟场景 渲 染 结 果 的 显 示, 模型信息的显 示以及场景创建及管理界面等 。 ( 5 ) 对外接口 实现与 建 筑 施 工 虚 拟 仿 真 系 统 进 行 数 据 和 消 息交流 。 虚拟仿真 系 统 将 模 拟 结 果 和 过 程 数 据, 通 过接口传递至虚拟 仿 真 平 台 进 行 渲 染 或 控 制, 而场 景模型数 据 与 环 境 参 数 通 过 接 口 传 递 至 虚 拟 仿 真 系统 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
人 员对 工程 协调 、 理 眭等提 供决策 依 据 , 做 出 合 并
更 科 学 的分 析 和评 判 , 很 大程 度 上 提 高 了设计 的 质 在
此 平 台基础 上进行 一 定 的 功能 扩 展 和 改造 , 可快 速 即 定 制 开发 出一套仿 真 应 用 系统 , 而 大 大 减 少 由最 原 从 始 的基 础开 发一个 仿 真应用 系统 的成本 和难 度 。
李 顶 峰 孔 国梁
( 道第 三勘察设计院集 团有限公司 , 铁 天津 304 ) 0 12
Co m o v l p e tPl to m fEn i e i m n De eo m n a f r o g ne rng 3D S m u a i n S s e s d o p nGL i l to y t m Ba e n O e
虚拟仿真系统的通用平台。文 中重点介绍了该平台的 层 次结构 、 各模 块 的功 能及关 键技 术特 点 、 用方法 以 应
及 开 发实 例 。
有 一定 的差 异性 , 应用 需求 变化 较 大 , 有合 适 的统一 没 平 台 , 需要 定制 开 发 。 这样 造 成 了很 大 程 度上 的重 都
传 统 的工程 设计 往往 是在 二维 纸质 图或 电子 地 图
上 进行 , 设计 成果 不 直观 , 缺乏 真实 感 。工程 三维 仿 真
包, 它是 开发 、 部署 、 制 特 定 软件 的基 础 … 。一 个 应 定
用软件 , 往往是一个复杂的系统 , 降低其复杂度和提高 效率 的最好办法就是将系统分层实现 , 每一个层次实 现 自身 的功 能模块 , 并屏 蔽其 以下 层次 的技术 细节 , 这
包 。平 台分 三层 设计 , 提供 可 重用 的类 库 , 支持 系统框 架 结构 的 自动生 成 , 全部 源程序 开放 , 用户 可 自由修改 内核 , 在各 层 次各模 块 的基础 上都 能加 以扩展 和定 制 , 以满 足不 同 的系统应 用 需 求 , 有 很 好 的开 发 性 和扩 具 展性 。经 过反 复使用 验证 , 自身具有 较 高的质量 , 于 基 平 台开发 的新 系统也 就具 有较 高 的质 量保 证 。
结构 、 关键 技 术 以及 应 用方 法 。实践应 用表 明 , 该平 台简化 了三 维仿 真 系统 的 开发 过 程 , 缩短 了系统 的
研 发 周期 , 台扩展 性 强 , 平 执行 效 率 高。 关键 词 O eG p n L 工程 三 维仿 真 平台 中 图分类 号 :P 0 ;P 0 28 29 文 献标识 码 : A
用 系统 , 文深 入分 析 工程三 维仿 真需求 及特 点 , 本 基于 O eG pn L技术 , 计 了 一 种 适 用 于开 发 各 类 工 程 三 维 设
量和效率。随着计算机软硬件水平的提高, 三维仿 真 技 术在 工程 设计 领域 越 来 越 得 到 广泛 应用 , 相关 院校
及设 计 施工单 位 对各种 工 程三 维仿 真系 统也 进行 了相 关研 究 开发 。由于各 类 工 程 既 具 有一 定 的共 性 , 又具
定 功能 模块 的更 加方便 实 用 的高级 A I P 函数 库或 工具
收 稿 日期 :0 2—0 21 5—3 0 第一作者简介 : 顶峰(9O )男 , 程师。 李 18 一 , 工
2
铁
道
勘
察
21 0 2年第 5期
1 1 平 台层 次 结构 .
工 程三 维仿 真 系统 通 用 开发 平 台架 构分 为 三 层 ,
些层 次模 块具 有相 对 独立 的功 能 , 可在 不 同 的应 用 系 统 开发 中复用 和扩 展 。 为 了简便 、 高效 、 速地 开发各 种工 程三 维仿 真应 快
是 一 门将工 程设 计成 果 数 据 转 化 为 三 维立 体 图形 , 模 拟 现实 环境 , 立 虚拟 仿 真 场 景 的技 术 。应 用 这一 技 建 术 , 以在 工程 设计 、 工 过 程 中 , 立 三 维 仿 真景 观 可 施 建
统 框架 , 括 常用 的工程仿 真应 用模 块 , 包 如工程 数据 管 理 模块 、 场景 构建绘 制 模 块 、 景 显示 控 制 模 块 、 景 场 场 漫 游控制 模块 等 , 可广泛 应用 于工程 数据 可视 化 、 虚拟 现实 、 三维辅 助设计 、 演示 汇 报 等 领域 , 户 只需 要 在 用
LIDi g- n KONG o- a g n -e g f Gu -i n l
摘
要
为 了高效 、 快速 地 开发 各 种 工程 三 维仿 真 应 用 系统 , 深入 分析 了工程 三 维仿 真 需求及 特
点 , 于 O eG 基 p n L技 术 , 计 了一种 工程 三 维虚拟 仿真 系统 的通 用 开发 平 台。重 点介 绍 了该 平 台的层 次 设
基 于 O eG pn L的 工 程 三 维 仿 真 系 统通 用 开发 平 台 : 顶 峰 李
:l f ̄ L
文 章编 号 :6 2—7 7 ( 0 2 0 0 0 — 5 17 4 9 2 1 ) 5— 0 1 0
基 于 Op n 工 程 三 维 仿 真 e GL的 系统 通 用 开 发 平 台
复开 发 , 生产 开发 效率 和质 量受 到制 约 。 软 件开发 平 台是 指 用 来 构 建 、 撑 应用 软 件 开 发 支 的独 立 软件 系统 , 常是一个 封 装 了各种 底层模 型 、 通 特
1 平 台 架 构
工程 三维 仿 真 系统 通 用 开 发 平 台是 用 来 快 速 构 建 、 发工 程三 维虚 拟 仿 真应 用 系 统 的 高级 软 件工 具 开