矿山虚拟现实系统建模技术研究
矿体三维建模及其可视化研究的开题报告
矿体三维建模及其可视化研究的开题报告一、课题背景及意义矿体是矿山开发中的基本概念，是指矿床在地质上表现出来的有一定规模、形状、性质特征和分布规律的矿物组合体。
对矿体进行准确描述和建模对于矿山规划、开发和管理具有重要的意义。
目前，矿体建模主要采用的是基于地质模型的方法，即将矿体划分为若干个差异性较小的地质体，建立三维地质模型，进而构建矿体模型。
此外，矿体建模还需要进行可视化处理，方便矿山管理人员对矿体结构和性质进行直观的观察和分析。
因此，对于矿体三维建模及其可视化技术的研究，具有重要的理论价值和实践意义。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过对矿体三维建模和可视化技术的研究，提高矿山管理人员对矿体结构和性质的理解和掌握，促进矿山规划、设计、开发和生产的科学化和高效化，最终达到节约资源、保护环境的目的。
本研究的内容包括：1. 矿体三维建模的基本原理和方法。
包括地质建模、三维体元建模、全局三维建模等方法的分析与比较。
2. 矿体三维建模的关键技术。
主要包括地质学、地球物理学、计算机科学等交叉学科的技术支撑，如数据采集、数据处理、数据分析、数据建模等技术。
3. 矿体可视化技术的研究。
包括虚拟现实技术、图形处理技术、多媒体技术等技术的分析和应用。
三、研究方法和步骤本研究采用的方法主要包括文献调研、实验研究、理论分析等。
其中，步骤如下：1. 进行国内外相关文献调研，了解研究现状。
2. 根据文献调研的结果，确定研究内容和思路。
3. 对矿体三维建模的基本原理和方法进行分析和比较，确定矿体三维建模的方法。
4. 对矿体三维建模的关键技术进行研究，包括数据采集、数据处理、数据建模等技术。
5. 对矿体可视化技术进行研究，包括虚拟现实技术、图形处理技术、多媒体技术等技术的分析和应用。
6. 进行实验研究，验证矿体三维建模及其可视化技术的效果。
四、预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：1. 矿体三维建模的基本原理和方法。
分析并比较不同的建模方法，确定最优的矿体建模方法。
Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发
虚拟现实技术为数字化矿山建设提供一个虚拟 的展示平台，可以实现矿山开采环境仿真以及开采 过程模拟，对推动矿山企业的技术发展与创新，建立 高效、绿色、安 全 矿 业 生 产 新 局 面 有 十 分 重 要 的 意 义［１］。本项目 针 对 矿 山 虚 拟 现 实 系 统 技 术 进 行 研 究，以某地下矿山为例，以 Ｕｎｉｔｙ３Ｄ等软件平台进行 三维虚拟矿山模型及系统集成开发，通过建立漫游
（１．ＳｉｎｏｓｔｅｅｌＭａａｎｓｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｉｎｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＳｉｎｏｓｔｅｅｌＭａａｎｓｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｉｇｎＣｏ．，Ｌｔｄ．；３．ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｒｔｅｒｏｆＨｕａｗｅｉＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ＣｙｃｌｉｃＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＭｅｔａｌＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏ．，Ｌｔｄ．；４．ＨａｍｉＢｏｌｕｎＭｉｎｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｖｉｒｔｕａｌｍｉｎｅｉｎｍｏｄｅｌｂｕｉｌｄ
ＳｅｒｉａｌＮｏ．６０１ Ｍａｙ．２０１９
现 代 矿 业
ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总 第 ６０１期 ２０１９年 ５月第 ５期
Ｕｎｉｔｙ３Ｄ软件下的虚拟矿山仿真开发
王 靖１，２，３ 刘培正１，２，３ 张 鹏１，２，３ 张冬冬４
（１．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；２．中钢集团马鞍山矿院工程勘察设计有限公司； ３．华唯金属矿山资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司；４．哈密博伦矿业有限责任公司）
基于Virtools的矿山开采虚拟现实系统的研究
公 司 Ｖ Ｒ Ｏ Ｌ 所 开 发 ， 虚 拟 现 实 的 一 种 开 发 工 ＩＴ Ｏ Ｓ 是
收 稿 日期 ：０ ０—１ ２ ２１ １— ４
作者简介 ： 杨 棋 ， 士 ，工 程 师 。 硕
２ 三 维 模 型 的 构 建
三 维 模 型 是 整 个 实 时 漫 游 系统 的 基 础 ， 型 的 好 模 坏 直 接 影 响 了 场 景 的逼 真 程 度 。 本 文 采 用 ３ ｓ ａ 软 ＤＭ ｘ
件建立复杂 的矿 山模型 ， 因为其建 立 的模 型具有很 强
的逼真感与立体效 果 。
杨
棋 ： 于 Ｖｒ ｏ 基 ｉｏｌ ｔ ｓ的矿 山 开 采 虚 拟 现 实 系 统 的 研 究
ｔ ｅｐｏ ｏｒ 约 束 ， 样 就 使 得 人 物 行 走 在 地 ｅ ｋｅ ｎｆ ｏ 的 ｒ ｌ 这
表 之上 。
分 段崩 落 法 的采 矿模 拟 ， 巷 道 、 在 矿体 、 矿 设 备 的 采 构 建方 面一 定 要做 到精 粗 有别 ， 如其 中场景 采 场 、 例 巷 道等 方 面建模 要 采用 Ｌ Ｄ技 术 ， 快 场景 的渲 染 Ｏ 加
速 度 。
对 于 与周 围物 体 的碰 撞 检 测 ， 我们 也要 赋 予 周 围 物体 Ｆｘ ｄＯ ｓ ｃ ｉ ｂｔ ｌ ｅ ａ ｅ的属 性 ， 然后 使用 Ｐｅ ｅｔ ｏ ｒｖｎ １ Ｃ ． １ ｉｎ约束 ， 得人 物 无法 穿墙 而 过 。 ｉｏ ｓ 使
４ 实 例 技 术 应 用
ｔａ ｈ ｎ ａ ｅ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｍｉ ｅ ｓａｆｂ ｈ ｙ ｔ ｍ． ｅ ｃ ｉ ｇ ｃ ｎ ｂ ｏ ｅ ｔ ｈ ｎ ｔｆ ｙ ｔ ｅ ｓ ｓｅ
BIM技术在矿山岩土工程中的应用研究
世界有色金属 2023年 5月下202BIM 技术在矿山岩土工程中的应用研究李宗鸿1，于海跃2*，姚 晨2，张生辉2（１．曹妃甸职业技术学院工程学院，河北 唐山 ０６３０００；２．河北科技学院 建筑工程学院，河北 唐山 ０６３０００）摘 要：ＢＩＭ技术的模拟性、三维可视化、协同性等功能给矿山岩土工程领域的研究注入了更多的活力，本文阐述了ＢＩＭ技术在矿山岩土工程全生命周期中的应用情况，并以基坑开挖项目为例，通过Ｃｉｖｉｌ３Ｄ结合钻孔布置图和地质剖面图创建地质模型，通过Ｒｅｖｉｔ创建建筑结构模型，并用Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ进行模型整合形成地质—结构整体模型，介绍了利用ＢＩＭ技术进行地质模型建模的优势。
关键词：矿山岩土工程；ＢＩＭ技术；基坑工程；三维建模中图分类号：ＴＵ４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－０２０２－３Application research of BIM technology in geotechnical engineeringLI Zong-hong 1, YU Hai-yue 2*, YAO Chen 2, ZHANG Sheng-hui 2（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃａｏｆｅｉｄｉａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３０００， Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｈｅｂｅｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３０００， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＢＩＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｖｅ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｍｏｒｅ ｖｉｔａｌｉｔｙ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｍｉｎｅ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＢＩＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｍｉｎｅ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ａｎｄ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｏ ｃｒｅａｔｅ ａ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｉｖｉｌ ３Ｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｂｏｒｅｈｏｌｅ ｌａｙｏｕｔ ａｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ， ａｎｄ ｃｒｅａｔｅ ａ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｒｅｖｉｔ， Ａｎｄ ＮａｖｉｓＷｏｒｋｓ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｓ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｍｏｄｅｌ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ＢＩＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Keywords: Ｍｉｎｅ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； ＢＩＭ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ； ３Ｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ收稿日期：２０２３－０３作者简介：李宗鸿，男，生于１９９５年，汉族，河北人，硕士，助教，研究方向：岩土工程，结构工程。
三维矢量数据矿山模型算法研究及在Blender中的应用
三维矢量数据矿山模型算法研究及在Blender中的应用
未来世界是资源整合的世界,数字化矿山的发展离不开各种技术资源的整合。
把虚拟现实技术资源和仿真技术资源整合到矿山应用中,是数字化矿山的重要议题。
将这两种技术运用于矿山建设及生产管理的基础是矿山模型的快速、智能、准确的三维可视化。
本文论述的矿山模型主要指地下矿山人工构筑物模型和矿山散体模型如井巷,硐室,围岩碎块及矿块等。
模型数据的组织方式决定了模型构建的准确性。
矢量数据结构数据存储冗余低,结构简单,精度高且能很好地表现出地理实体的空间分布特征,另外三维动画开源软件Blender模型数据结构是基于点线面体的三维矢量数据结构。
因此以Blender为可视化平台构建矿山模型时,利用三维矢量数据结构组织模型数据可
以使模型构建更加方便、模型准确度更高,同时可利用Blender的python应用接口实现Blender与外部资源进行数据交换,为Blender作为数字化矿山建设资源整合的平台创造基础条件。
本文试图通过Python计算机语言实现矿山模型构建算法,根据原始矿山数据计算出矿山模型的可视化三维矢量数据,然后以
Blender为可视化平台完成对矿山模型的三维自动建模及矿山应用。
研究结果表明,以Blender为平台,根据模型几何算法自动生成的三维矢量
数据模型,不仅可以准确表达地下矿山人工构筑物模型,还可以作为溜井仿真试
验中散体矿石模型以及采空区冒落模拟中组成围岩的单元实体模型。
虚拟数字矿山的研究与应用
矿 业 工 程
５ ６
第 ５ 卷
第 ｌ 期
Ｍｉ ｎ ｎｉ ｇ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉ ｅ ｒｎｇ
２０ ０ ７年 ２月
・
计算机应用 ・
虚拟 数 字矿 山 的研 究 与应 用
谢 义林 汪 云 甲 朱
微 武俊 红
１ ０ ２ （．中国矿 业大学 ，江苏 徐 州 ２ １ ０ ；２ １ ２ ０ ８ ．常州市 测绘 院 ，江苏 常 州 ２ ３ ０ ）
３ １ 矿 山地 形 建模 ．
维普资讯 http://www.c 地形、 三维 人 文 景 观 和道 路 产 生 器 等 。它 可 以应 用
。
矿 山数字化 要求 实现 矿 山的可 视化 分析 ， 目前
国外 已经出现不少成熟 的矿山三维可视化 分析软 件 ， 如 Ｐ — ｎ、 ｉｏＹ Ｃ Ｍｉ ｍ ｃ Ｉ ＮＸ、 ｌ ｎ Ｇ Ｃ ｅ ｒ Ｖｕｃ 、 ｏ ＡＤ 等。 由 于 ａ 矿 山信息尤 其是 掘进 巷道 和地 层数 据 的复杂性 ，国 内还没有成 熟 的针对 矿 山的三 维软 件 。二维 空间数
收稿 日期 ：２ ０ 一 Ｏ ～ ２ ０６ ８ ８ 作 者 简介 ：谢 义 林 （ ９ ３ ） １ ８ 一 ，男 （ 族 ） 汉 ，江 苏 仪 征 人 ，中 国矿 业 大 学 在读 硕 士 生 。主 要 从 事 地 理 信息 系统 、虚 拟 现 实 、数 字 城 市 的 研 究。
３ 虚 拟 数 字 矿 山 的建 模 技 术
现 的库 文件 和头 文件 。可 以在 Ｖｉｕ ｌ ｓ ａ Ｃ＋＋环 境下
据模 型 和数 据结 构伴 随着 ＧＩ （ Ｓ 地理 信 息 系统 ）技
术 的发展 ，已经相 当成熟 。由于三 维空 间数据 的 庞 大 和复 杂性 ， 目前 还没 有一个 全 面的数 据模 型及 相
VRGIS在数字矿山中的应用研究
盛蜃｜ 黛霸 蘑 簦器
． ．． ．．… … 一 一 …
等 。研究 区 三 维模 型将 使 用 Ｘ Ｄ—ｄｔ 发 。Ｘ Ｄ ３ Ｅ ｉ开 ３—
Ｅ ｉ编辑器是 由 Ｗｅ３ ｄ ｔ ｂＤ联盟提供 的专业 的 Ｘ Ｄ软 ３
摘
要 ： 统 的二 维地 图管理 模 式具 有静 态性 、 部 性 、 更 新 以及 三 维 可视 化 能力 严 重不 足 传 局 难
等 缺 陷 。虚 拟现 实技 术 的发展 为解 决这 一 问题 创 造 了条件 。研 究论 述 了三 维场 景建模 的过 程 以及
矿 山数 据库 设计 方 案 ， 并探 讨如何 运 用 Ｘ Ｄ 关键 技 术 ， ３ 实现矿 山虚拟现 实地理信 息 系统 （ Ｒ Ｉ） Ｖ ＧＳ 。
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数字化矿山(三维建模)经验浅谈-彭南良
数字化矿山设计经验浅谈彭南良2012年（中冶长天国际工程有限公司矿山分院，长沙）一、数字化发展现状1、数字矿山概念及前景数字矿山是数字地球的具体应用和具体体现，是数字化、智能化、自动化、信息化技术在采矿生产中的具体应用，目的是为了从根本上改变矿山传统的生产模式，实现矿山安全、高效、经济开采。
2、数字矿山的国外应用现状20世纪90年代，国外矿山已经在矿业软件应用、三维矿床模型的建立、储量和品位计算、设计和计划优化、生产调度和指挥等领域全面实现了计算机化和网络化；矿业发达国家重点转向智能矿山、自动化采矿技术的研究与应用，并已取得了丰硕成果。
3、数字矿山的国内应用现状国内矿山则通过建设“数字矿山”来实现矿山的信息化、数字化，以此为基础开展研究与开发建设工作。
多所高等院校、科研院所相继设立了与数字矿山有关的研究所、研究中心、实验室或工程中心。
如中南大学2005年设立了数字矿山实验室;北京科技大学2006年设立了数字矿山实验室;2007年，东北大学设立了3S与数字矿山研究所;中国矿业大学设立了矿山数字化教育部工程研究中心。
神华集团、首钢矿业公司、山东黄金集团下属的焦家、新城和三山岛等矿山、南京梅山铁矿、安徽冬瓜山铜矿、云南会泽铅锌矿等企业或矿山围绕矿业软件应用、过程自动化、安全生产、经营管理等内容在实现装备现代化的同时，在提高矿山信息化、自动化，设计计划优化、井下采矿生产过程监控技术、设备与人员的智能调度技术、井下安全监测、人员定位、决策支持智能化、建设数字矿山方面做出了突出成绩。
4、技术层面现状(1) 地质资源、地矿工程的可视化方面地质资源、地矿工程的可视化主要靠商品化的矿业软件来实现；GEMCOM（Surpac）、Micromine、Minesight、Datamine等国外矿业软件在国内矿山应用较广泛。
最近几年，国内矿业软件如Dimine、3Dmine等有了长足的发展，占领了一定的市场分额，取得了较好成绩。
虚拟现实技术在采矿工程中的应用
虚拟现实技术在采矿工程中的应用摘要：随着经济和科学技术的飞速发展，我国的计算机电子技术也在飞速进步，这也是虚拟现实技术真正发展的基础。
虚拟现实技术是指人类治理和计算机技术的结合，两者共同作用，产生互补的应用效果。
虚拟现实技术的应用给社会生产生活的各个领域带来了翻天覆地的变化。
在采矿工程中，虚拟现实技术也发挥了重要作用。
传统采矿工程工作环境恶劣，开采难度大，对员工技术要求高。
引入虚拟现实技术后，可以模拟三维采矿，控制采矿工程的整体进度，提高安全性，促进采矿工程的现代化。
关键词：虚拟现实技术；采矿工程；应用1虚拟现实技术概述虚拟现实技术的英文名称叫做VR技术。
它主要是指人类智能与信息科学的结合。
它主要包括许多科学成果，如信息图形处理、人工智能、传感器技术、人机界面等。
在当前虚拟现实技术的发展中，它最大限度地迎合了人类行为的发展规律，使虚拟现实技术更加拟人化。
事实上，虚拟现实技术本质上属于一种绘图技术，但与一般的计算机绘图不同，虚拟现实技术旨在为人类的感知建立一个多维的虚拟环境和开放的、多样化的层次。
它突破了传统构图的图形层次，将人的触觉、动作、视觉等元素结合起来，将场景模拟在一起，提高了场景的真实性。
虚拟现实技术自诞生以来，就得到了全世界各个领域科学家的研究和广泛应用。
因此，我们可以认为虚拟现实技术是在信息技术基础上的又一次信息革命。
目前，虚拟现实技术已经超出了实验室研究的范围，应用于社会生产的各个领域。
例如，在CAD辅助设计、医学领域和舞台效果领域，虚拟现实技术发挥着重要作用，它方便了人们的工作和生活，使现代社会的发展更加丰富多彩。
在采矿领域，虚拟现实技术的参与可以利用CAD绘图功能和勘探功能来提高采矿工程的安全性。
同时，虚拟现实技术可以将矿工培训与煤矿安全生产等相关技术相结合，为现代采矿工程提供高效便捷的信息服务。
2现阶段采矿工程施工管理存在的不足2.1存在技术缺陷，管理相对粗放目前的铁矿石开采项目在技术上存在一定缺陷，与国外相比仍有较大差距。
矿山三维虚拟现实系统可视化研究
计算机图形学（ ｏ ｐ ｔｒ ｒｐ ｉ ， Ｃ ｍ ｕｅ Ｇ ａｈｃ 简称 Ｃ ） ｓ Ｇ 是一 种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示 器 的栅 格形式 的科 学 。简单地 说 ， 算机 图形学 的 主要 计 研究 内容就是研究如何在计算机中表示图形、 以及利用 计算机进行 图形 的计算、 处理 和显示 的相关原理 与算
２ １ 计 算机 图形 学概述 ．
化实体进行操作和“ 交流”高度沉浸在虚拟环境中。 ， 数字化矿山建设是现代煤矿的重要组成部分之一， 它对煤 矿 的整体 规划 、 各种设 施 的管理 和煤矿 的生 产生 活具 有重要 的意义 。将 虚 拟现 实 系统 引入 到数 字化 矿 山建设 中， 使矿山工作人员能在计算机显示屏幕上直观 了解 矿井生 产 系统 布 置 情况 、 急避 难 逃生 路 线 、 难 紧 避 硐 室 的位置 等 ， 以对 井 下 情况 有 全 面 的 了解 ， 旦 发 可 一 生险情可以及早判断。运用计算机图形学与计算机语 言 ， 现矿 山三维 虚 拟现 实 系统 ， 传 统 的 平 面矿 山场 实 将 景 转 化为三 维立 体矿 山 ， 于矿 山展 示 、 产生 活 等具 对 生 有 重要 的现 实意义 。 １ 矿 山三 维虚 拟现 实 系统 总体设 计 矿 山三 维 虚拟 现 实 系统 主要 是 通 过 Ｖｉ ａ ｓ ｌ ＋ ｕ Ｃ＋ ６ ０与 Ｏｐｎ ． ｅＧＩ图形 开发 库实 现矿 山三 维可 视化 引擎 ， 配合 ３ Ｓ Ｄ ＭＡｘ三维 图形 建模 工 具运 用 组件 的思 想 ， 把 矿 山复 杂 的各种设 施 分 离为 个 体 ， 后加 以组 合 ， 现 然 实 真 实 的三维 矿 山。矿 山三 维 虚 拟 现实 系 统 主要 由三 维 场 景管 理 、 三维场 景漫 游 、 维组件 管理 ３大模 块组成 ， 三 可 以通 过键 盘 和 鼠标 与 场 景 交互 （ 图 １ 。通 过 大 规 见 ） 模 数字 高程 模型来 实现 矿 山真实地 形模 拟 ， 运用计算 并 机 编程 技术 实现三 维矿 山 的场景 漫游 ， 以实 现各个 不 用 同视角下矿山全貌与具体场景的观察 。 ２ 矿 山三 维虚拟现 实 系统主 要技 术
虚拟现实技术(VR)和增强现实技术(AR)在工程机械领域的发展与研究
虚拟现实技术（VR）和增强现实技术（AR）在工程机械领域的发展与研究近年来，随着虚拟现实技术（VR）和增强现实技术（AR）的快速发展，这两种技术在工程机械领域的应用也越来越广泛。
工程机械是建筑施工、矿山开采、能源开发等领域的重要设备，其制造和使用过程中存在着诸多挑战和难题。
而VR和AR技术的引入，为工程机械领域带来了许多新的可能性和解决方案。
本文将从虚拟现实技术和增强现实技术在工程机械设计、生产制造、使用培训等方面的应用进行探讨，分析其发展现状和未来趋势。
一、工程机械设计中的虚拟现实技术应用在工程机械设计过程中，传统的设计流程需要大量的试验验证和实际模型来验证设计方案的可行性，这不仅费时费力，还可能存在安全隐患。
而引入虚拟现实技术后，设计师可以利用虚拟现实技术构建出真实的物理仿真环境，通过虚拟样机进行设计验证，大大提高了设计效率和成功率。
利用虚拟现实技术，设计师还可以对产品外观、结构和功能进行深入的模拟和展示，为用户提供更直观、全面的信息，从而满足用户的个性化需求。
利用虚拟现实技术，工程机械设计师还可以进行虚拟试验和优化设计。
通过虚拟试验，可以在电脑模拟环境下模拟出各种实际工况，快速验证设计方案的合理性和有效性，节约了大量试验成本和时间。
设计师还可以通过虚拟现实技术对设计方案进行多次优化，不断改进产品的性能和质量，提高了产品的竞争力和市场占有率。
二、工程机械生产制造中的增强现实技术应用在工程机械的生产制造过程中，传统的生产工艺需要大量的手工操作和物料运输，存在着生产效率低、成本高、质量不稳定等问题。
而增强现实技术的应用，为工程机械的生产制造带来了新的变革和突破。
利用增强现实技术，生产工人可以通过AR眼镜或头盔实时获取加工工艺和操作指导，准确无误地完成各项生产任务。
利用AR技术，工人还可以在实际工作环境中进行虚拟标记和指导，提高了工作的准确性和效率，降低了操作错误和工伤的风险。
增强现实技术还可以用于工程机械的质量检测和故障诊断。
多源数据融合的矿山精细化建模方法与虚拟现实平台搭建
多源数据融合的矿山精细化建模方法与虚拟现实平台搭建在科技的大海中，多源数据融合的矿山精细化建模方法与虚拟现实平台搭建就像一艘装备精良的航船，准备扬帆远航。
这一技术结合了现代信息处理技术和传统矿业工程知识，旨在为矿山规划、设计、生产及管理提供一个高度集成的解决方案。
首先，让我们来探讨一下“多源数据融合”的概念。
在这个数字化的时代，数据就像空气中的氧气一样无处不在。
然而，单一来源的数据往往只能提供有限的信息视角。
想象一下，如果我们的眼睛只能看到红色，那么整个世界在我们眼中就只有红色的层次，而失去了其他丰富多彩的细节。
同理，单一的数据源无法全面反映矿山的真实情况。
因此，将来自地质勘探、遥感影像、三维激光扫描等多种数据源进行有效融合，就能像给矿山装上一双“全方位视觉”的眼睛，让管理者能够洞察每一个角落。
接下来，我们来谈谈“精细化建模”。
如果说数据融合是给矿山装上了眼睛，那么精细化建模就是给这双眼睛加上了显微镜。
通过高精度的数据处理和模型构建，我们能够精确地模拟出矿山的地形地貌、岩层分布、矿体形态等关键信息。
这就像是在电脑屏幕上构建了一个迷你版的矿山，每一个细节都栩栩如生，仿佛触手可及。
而“虚拟现实平台搭建”则是这场科技盛宴的压轴大戏。
如果说精细化建模是在电脑上构建了一个虚拟矿山，那么虚拟现实技术就是将这个虚拟矿山“搬”到了我们的现实空间中。
通过戴上虚拟现实头盔或使用其他交互设备，我们可以身临其境地进入这个虚拟矿山，进行各种操作和分析。
这种沉浸式的体验不仅大大提高了工作效率，也使得复杂的矿山问题变得易于理解和解决。
然而，尽管多源数据融合的矿山精细化建模方法与虚拟现实平台搭建具有诸多优势，但其实施过程也面临着不少挑战。
首先，数据融合需要处理大量不同格式、不同精度的数据，这对数据处理能力和算法提出了极高的要求。
其次，精细化建模需要消耗大量的计算资源和时间，这对于硬件设备和技术人员都是一大考验。
最后，虚拟现实平台的搭建不仅需要先进的技术支持，还需要用户具备一定的操作技能和适应能力。
矿井三维虚拟现实系统研究及应用
（ 州矿 务集 团有 限公 司 夹河 煤 矿 ， 苏 徐 州 徐 江 ２ １６ ） ２ ７ １
摘
要 ： 据 庞 庄 煤 矿 张小 楼 井 生 产 布 局 状 况 ， 矿 井地 质 、 掘 、 助 生 产 系统 ， 根 将 采 辅 以及 地 面
沉 降 、 采 规 划 等 数 据 利 用 Ｐ ｒｖｅ Ｇ ｏ Ａ ｔＣ 开 ａａｉ ｅ 、 ｕｏ ＡＤ、 ｒｌ ｎ ｇ ｓ等 软 件 建 立 矿 井 三 维 、 ｗ Ｄ ｉｍａ ａｅ ｌ 四维 模 型 ， 过 立 体 投 影 技 术 在 大 屏 幕 上 显 示 出来 ， 通 图像 清 晰 ， 果 逼 真 ， 矿 井 生产 组 织 和 抢 效 对
供 实 时更 新 、 生动 易懂 、 面友 好 的三 维 虚拟 现 实 系 界
１ 研 究 内容及 原 理
本 课 题 主 要研 究 建立 矿 井 地 质 ，采 掘工 程 ， 通
风 ， 输 ， 电 ， 水 系 统 ， 孔 煤 层 瓦斯 含 量 及 温 运 供 排 钻
度 ， 作 面 瓦斯 监 控 及 温 度 ， 面 沉 降 等 三 、 工 地 四维 模
２ １ 第 ４期 ０ ０年
Ｎｏ． ４ ２ ０ ０ｌ
煤
炭
科
技
９
Ｃ０ＡＬ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＣＡＺＩ ＣＩ Ｍ ＮＥ
文 章 编 号 ：０ ８ ３ ３ （ ０ ０）４ ０ ０ — ３ １０ — ７ １ ２ １ ０ — ０ ９ ０
矿 并 三维 虚拟 现 实系统研 究及应 用
矿 建 立实 验 室 ，开发 研究 张 小楼 矿井 三 维虚 拟 现实
系统 。
和 回采 工 作 面都 是 三 维 空 间 实体 ， 井 通 风 、 输 、 矿 运 供 电 、排 水 等煤 矿辅 助 系统 均存 在 三维 空 间动 态 变 化 。 统 的二维 图形 难 以表 达 复杂 的矿 山空间 信息 ， 传 只有 真正 做 到三 维可 视 、 信息 通 畅 ， 能 提高 安 全 管 才 理 的效率 ， 应数 字化 矿 山 的需要 。 适 建立 一个 能 够提
矿山虚拟现实系统建模技术研究
矿山虚拟现实系统建模技术研究摘要:本文研究了虚拟现实建模过程中的相关技术问题,提出了一种3D虚拟矿山静态建模方法,并运用3ds Max建立了虚拟矿山三维静态模型,包括井下巷道和井上建筑等三维实体建模,取得了较好的初步应用效果。
关键词:虚拟现实静态建模VRML1 引言虚拟现实技术是计算机技术发展到一定阶段的产物,随着虚拟现实技术的不断发展,将虚拟现实技术应用于矿山建设逐渐成为矿山数字化研究的热点,目前市场上出现不少成熟的矿山三维建模软件,如3ds Max、GoCAD、Maya、VRML等。
本文研究虚拟现实建模过程中的相关技术问题,并运用3ds Max建立了虚拟矿山中的矿井静态建模。
虚拟现实技术(Virtual Reality)的基本特征有沉浸性、交互性和构想性。
它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术等多种技术,对人的视觉、听觉、触觉等感觉器官的功能进行模拟,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建一种人性化的多维信息空间[1]。
3D Studio Max简称3ds Max,是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。
其主要特点包括:丰富的插件;操作简单;较好的兼容性;效果逼真。
目前,3ds Max被广泛应用于广告、影视、工业设计、多媒体制作以及工程可视化等领域[2]。
2 建模目标的获取及三维建模2.1 建模目标体信息的获取目标体是场景中目标建模的基础,工程图纸、目标体的机械图纸和实地考察是获取目标体的通用方法。
建模目标体大致可以分为井上部分和井下部分,如图1所示。
井上目标体包括:建筑物、机械设备、道路等。
井下目标体包括:竖井、巷道、水管、矿车等。
作者通过对河北省某铁矿的实地考察、了解矿井的详细情况,为建立矿井模型做了充分的准备[3]。
2.2 矿山系统实体建模井上目标体建模需要了解建筑物、地表、机械设备、道路等外形构造,我们使用3ds Max对目标体分别进行建模,图2为构造的井架模型。
虚拟现实技术在矿山设计中的应用探讨
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业
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总第 １ 期 ４ ０
２ １ 第 ２期 ０ ０年
ＣＯ Ｐ ＮＧＩ ＥＥ ＮＧ Ｐ ＥＲ Ｅ Ｎ ＲＩ
虐拱理寨攮术在 山谤诗巾 廖羼 攮讨 磐
代 张 音
（ 贵州大学矿业学院 ， 贵州 贵阳 ５ ０ ０ ） ５０ ３
摘 要 ： 着 计 算 机 技 术 的发 展 ， 统 的 手 工 绘 图设 计 被 二 维 Ａ ｔ Ａ 随 传 ｕｏ Ｄ绘 图设 计 代 替 ， 二 维 图形 反 应 现 实 三 Ｃ 而
Ａｂｓ ｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ａｌｎ ｔ ａｃ ａｏ ｅｃ ｉａ ｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔ ｈ ｒ ｄｔｏ ａ ｎ ｌｇ ａ ｈｉ ｅ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔａ ｗｏ — ｄｍｅｎ ｉｎａ — ｏ ｇ ｗｉｈ ｃ ｌｕｌｔｒｔ ｈｎｃ ｌｄ ｖ ｌｐ ｎ ，ｔｅ ｔａ ｉｉｎ ｌｍａ ｕａ ｒ ｐ ｃ ｄ ｓｇ ｓ ｉｓｅ ｄ ｂｙｔ ｉ ｓｏ ｌＡｕ
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《基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训研究》范文
《基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，虚拟现实（VR）技术已经在多个领域得到广泛应用。
矿山行业作为高风险行业之一，应急救援工作显得尤为重要。
然而，传统的矿山应急救援培训方式存在诸多不足，如培训成本高、培训效果难以评估等。
因此，本研究旨在探讨基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训的可行性和效果。
二、研究背景与意义虚拟现实技术作为一种先进的仿真技术，能够模拟出真实的场景和情景，使参与者产生身临其境的感受。
将这一技术应用于矿山应急救援培训中，不仅可以降低培训成本，提高培训效率，还可以为受训者提供更为真实、直观的培训体验。
此外，基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训还能够使受训者在短时间内掌握救援技能，提高救援效率，减少事故损失。
三、研究内容与方法（一）研究内容本研究主要探讨基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训的以下内容：1. 虚拟现实技术在矿山应急救援培训中的应用；2. 虚拟现实技术在矿山应急救援培训中的优势与不足；3. 虚拟现实技术在矿山应急救援培训中的实施策略与建议。
（二）研究方法本研究采用文献综述、实证研究等方法，结合矿山应急救援的实际需求，分析虚拟现实技术在矿山应急救援培训中的应用价值。
具体步骤如下：1. 收集相关文献资料，进行文献综述；2. 设计并开发基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训系统；3. 选取受训者进行实证研究，对比分析传统培训方式与基于虚拟现实技术的培训方式的差异；4. 总结研究成果，提出建议与展望。
四、虚拟现实技术在矿山应急救援培训中的应用（一）系统设计基于虚拟现实技术的矿山应急救援培训系统应包括以下模块：场景模拟、任务设定、角色扮演、互动交流等。
其中，场景模拟应尽可能还原真实的矿山环境；任务设定应涵盖常见的矿山应急救援任务；角色扮演可使受训者体验不同的救援角色；互动交流则便于受训者之间以及受训者与教练之间的沟通与交流。
（二）应用场景虚拟现实技术在矿山应急救援培训中的应用场景主要包括：矿井火灾、矿井瓦斯爆炸、矿井透水等事故的应急救援。
计算机虚拟现实技术在金川矿区生产管理中的应用与研究？
史 丽 琴 张 小 娟 朱 金 花 于丽 娜
（ 川 集 团 有 限公 司 甘 肃 金 昌 ７ ７１ ｏ 金 ３ ｏ）
［ 摘
要 】 川 二 矿 区 开 展 了 虚 拟 现 实 技 术 在 矿 山 设 计 优 化 与 生 产 管 理 中 的 开 发 应 用 与 研 究 。通 过 利 用 计 算 机 虚 拟 现 实 技 术 ，构 建 ｒ二 矿 区 虚 拟 现 实 系 统 的 ８ 金 个
［ 文献标识码】 Ａ
［ 文章编号】０ ９ ９ ４ ２ ０ ）９ｂ一０ ７ — ２ １０ — １Ｘ（０ ８０ （ ） ０ ６ ０
我 国最 大的 现代 化充填 开采矿 山一一 金川 集团 公司 二矿 区利 用计 算机 １ 虚拟现 实技术 ，实现 了设计人 员在真三 维环境 下，采 用人机 交互方 式进行矿 山规划 、矿 山开拓 、采准 、回采设计 ，达到 了充填 、通风 、运输 、提 升等 生
图像要实时 （ Ｏ帧 ／ｓ 。虚 拟现实技 术常分为三 类 ：①全沉浸（ ３ ） 与真实环境 没 有任何 接触） ；②部分沉浸 （ 如投影 仪等） ；③桌面 虚拟环境 （ 基于桌 面计算机 系 统） 。数 字矿 山主 要运用 的是 桌面 虚拟环 境 。可 以模拟 采矿 掘进 、巷道 中的
物化 条件 ，还 可以动 态显示矿体 的三维 形态 ，为地 质工作 者进行研 究提供 方
从２０ ０ ０年 开 始 ， 普 及 应 用 了 Ａｕｔ ｏＣＡＤ 辅 助 设 计 ， 进 行 盘 区 分 层 回 采 设 计 、
５ 功 能及 应 用效 果
（） １ 通过可视 化动 态模 拟仿真 ，使得所 有希 望深 入 了解 二矿 区井下 作业 环 境的 人 员犹 如一种 身 临其 境的 视觉 感 知效 果 ， 使得 人们 在短 时 间内就 能 对 整 个生 产 系统 产 生 一 个 整体 性 的认 识 。 （ 通 过 优化 设计 模块 模拟 ，实 现 了矿 山设计 优 化的 准确 性、 合理 性 ２） 在 矿 山工程 设计 方案 的 讨论 中 ，帮 助工 程技 术 人 员准确 详 实地 阐述 方案 的
虚拟现实技术在矿井生产仿真系统中的应用
虚拟现实技术在矿井生产仿真系统中的应用虚拟现实技术是指利用计算机技术以及传感器、头盔等硬件设备构建出一种虚拟的三维环境，并且使用户得以在其中通过手柄、眼镜等设备进行互动的动态技术。
在现实生产中，特别是矿山生产中，可以应用虚拟现实技术对矿井生产过程进行仿真模拟。
此文旨在探讨虚拟现实技术在矿井生产仿真系统中的应用。
一、矿井生产仿真系统的概述矿井生产仿真系统是指通过计算机技术建立虚拟的矿井生产环境，以便评估矿山生产的各方面情况，包括矿山机器设备造价、人员安全、环境污染、行业动态等各个方面。
这种系统通常包括仿真模型、仿真软件、仿真平台等多个部分组成。
矿井生产仿真系统的应用可以帮助矿山管理者做出最佳决策，并提高矿山生产的效率和安全性。
二、虚拟现实技术在矿井生产仿真系统中的应用1. 仿真模型建设虚拟现实技术可应用于矿井的地质模型构建中。
地质模型的构建是矿山生产仿真的一项基本任务，它体现了矿山的地质情况，包括矿山的地形、地貌、地层等信息。
虚拟现实技术可以基于地质勘探数据，构建出真实的3D地质模型，在其中可以加入不同的产出情况，用于进行矿生产仿真。
通过仿真，可以评估矿山生产的效益和危险性情况，提高矿山生产管理水平。
2. 虚拟劳动和设备仿真在矿山生产过程中，不同工种的工人以及各种设备都需要进行安排和组合，以达成最佳的生产效益。
虚拟现实技术可以在建立的仿真模型中模拟出不同工种的工人和各种设备的运动轨迹，以展现真实的工作状态。
同时，虚拟现实技术可用于仿真训练，它提供真实、低成本的工作环境，使操作人员和维修人员在没有真实设备的情况下获得实际体验和练习。
3. 安全教育仿真虚拟现实技术可以通过构建矿井仿真环境，提供一系列的安全教育学习体验。
矿山生产环境中存在一些危险的条件，虚拟现实技术可以模拟出危险的环境和意外发生的情况。
这样，使用者可以通过虚拟现实仿真感受到危险，提高自己的安全意识和应对能力。
同时，虚拟现实技术可以在模拟环境中设置一些预警机制，对于意外情况进行模拟演练，以检验应急预案的有效性。
矿山安全管理中的信息化技术应用研究探讨
矿山安全管理中的信息化技术应用研究探讨在当今的矿业领域，矿山安全管理至关重要。
随着科技的不断进步，信息化技术的应用为矿山安全管理带来了新的机遇和挑战。
信息化技术能够有效地提高矿山安全管理的效率和水平，降低事故发生的概率，保障矿工的生命安全和矿山的正常生产运营。
一、矿山安全管理中信息化技术应用的重要性矿山作业环境复杂，存在着诸多安全隐患，如瓦斯爆炸、顶板坍塌、透水事故等。
传统的安全管理方式往往依赖人工巡查、经验判断和纸质记录，难以做到实时、全面、准确地监测和管理。
而信息化技术的应用则可以实现对矿山安全状况的实时监控、数据分析和预警预报，大大提高了安全管理的科学性和有效性。
首先，信息化技术能够提高安全管理的效率。
通过自动化的数据采集和处理，减少了人工操作的繁琐和误差，节省了时间和人力成本。
同时，信息的快速传递和共享也使得安全管理决策能够更加及时和准确。
其次，信息化技术有助于实现安全管理的精细化。
利用传感器、监测设备等获取的大量详细数据，可以对矿山的各个环节和区域进行精准的安全评估和风险分析，从而有针对性地采取防范措施。
再者，信息化技术能够增强安全管理的预防性。
通过对历史数据的分析和趋势预测，提前发现潜在的安全隐患，将事故消灭在萌芽状态，避免事故的发生和损失的扩大。
二、常见的信息化技术在矿山安全管理中的应用（一）物联网技术物联网技术通过传感器、射频识别等设备，实现了对矿山设备、人员、环境等要素的实时感知和互联互通。
例如，在瓦斯监测方面，安装瓦斯传感器可以实时采集瓦斯浓度数据，并将其传输到监控中心，一旦浓度超过安全阈值，系统会自动报警并采取相应的通风措施。
在人员定位方面，给矿工配备定位标签，能够实时掌握人员的位置信息，在发生事故时可以快速进行救援。
（二）大数据技术矿山在生产过程中会产生大量的数据，包括地质数据、设备运行数据、安全监测数据等。
大数据技术可以对这些海量数据进行存储、分析和挖掘，从中发现潜在的规律和趋势。
基于虚拟现实技术的数字化矿井应用系统研究
案例二：某金属矿山的安全监控系统应用
矿山背景：某大型 金属矿山，存在安 全隐患
应用目的：通过数 字化矿井应用系统， 实现安全监控和预 警
技术方案：采用虚拟 现实技术，构建三维 数字矿井模型，集成 各种传感器和监控设 备
实施效果：实时监测 矿井安全状况，及时 发现和处理安全隐患 ，提高矿山安全生产 水平
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虚拟化后的矿井设备可以进行远程 操控，降低人工操作的风险，提高 生产的安全性。
虚拟化后的矿井设备可以模拟各种 矿井灾害情况，进行应急演练和人 员培训，提高应对矿井灾害的能力。
矿井作业流程的虚拟化
虚拟现实技术 能够模拟矿井 作业环境，提 供沉浸式体验
通过模拟矿井 作业流程，提 高矿工的安全 意识和操作技
矿井事故模拟演练：通 过虚拟现实技术模拟矿 井事故场景，进行应急 演练，提高应急处置能 力。
矿井安全监控：利用虚 拟现实技术对矿井环境 进行实时监控，及时发 现安全隐患并采取措施 。
数字化矿井应用 系统的优势与挑 战
优势分析
提高矿井作业安全性：通过实时监测和预警，减少事故发生的风险。 提高生产效率：优化采掘流程，降低生产成本，提高资源利用率。
增强矿井管理决策的科学性
虚拟现实技术能够模拟矿井环境，为决策者提供更加真实、全面的信息，提高决策的准确性和科学 性。
通过虚拟现实技术，可以模拟矿井灾害发生的过程和后果，为制定应急预案和救援措施提供科学依 据。
利用虚拟现实技术进行矿井生产模拟，可以预测和评估不同生产方案的效果，为优化生产决策提供 支持。
虚拟现实技术在 数字化矿井中的 应用方式
矿井环境的虚拟化
矿井环境的三维建模 实时动态渲染技术 矿井灾害模拟与演练 矿工沉浸式体验与交互
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矿山虚拟现实系统建模技术研究
摘要:本文研究了虚拟现实建模过程中的相关技术问题,提出了一种3d虚拟矿山静态建模方法,并运用3ds max建立了虚拟矿山三维静态模型,包括井下巷道和井上建筑等三维实体建模,取得了较
好的初步应用效果。
关键词:虚拟现实静态建模vrml
中图分类号:tp391.9 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2011)07(b)-0042-01
1 引言
虚拟现实技术是计算机技术发展到一定阶段的产物,随着虚拟现实技术的不断发展,将虚拟现实技术应用于矿山建设逐渐成为矿山数字化研究的热点,目前市场上出现不少成熟的矿山三维建模软件,如3ds max、gocad、maya、vrml等。
本文研究虚拟现实建模过程中的相关技术问题,并运用3ds max建立了虚拟矿山中的矿井静态建模。
虚拟现实技术(virtual reality)的基本特征有沉浸性、交互性和构想性。
它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术等多种技术,对人的视觉、听觉、触觉等感觉器官的功能进行模拟,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建一种人性化的多维信息空间[1]。
3d studio max简称3ds max,是autodesk公司开发的基于pc系
统的三维动画渲染和制作软件。
其主要特点包括:丰富的插件;操作简单;较好的兼容性;效果逼真。
目前,3ds max被广泛应用于广告、影视、工业设计、多媒体制作以及工程可视化等领域[2]。
2 建模目标的获取及三维建模
2.1 建模目标体信息的获取
目标体是场景中目标建模的基础,工程图纸、目标体的机械图纸和实地考察是获取目标体的通用方法。
建模目标体大致可以分为井上部分和井下部分,如图1所示。
井上目标体包括:建筑物、机械设备、道路等。
井下目标体包括:竖井、巷道、水管、矿车等。
作者通过对河北省某铁矿的实地考察、了解矿井的详细情况,为建立矿井模型做了充分的准备[3]。
2.2 矿山系统实体建模
井上目标体建模需要了解建筑物、地表、机械设备、道路等外形构造,我们使用3ds max对目标体分别进行建模,图2为构造的井架模型。
通过合成技术把井上的目标体合成到一起,调整标体的比例,从而使整体具有一定的协调性。
井下实体建模时,
主要对竖井、巷道、矿车、采掘面、线路管道等目标体的建模。
由于巷道之间复杂的空间关系和巷道的几何不规则性为井下建模
带来了一定的难度。
巷道建模时,根据矿井结构的特点,首先建立中间层巷道,从而比较容易确定不同水平之间位置关系,建立整体的
框架,便于快速建模。
在中间水平模型建好之后进行上一水平面巷道的按照这个顺序完成整道建模。
完成巷道的整体模型之后把其他
井下目标体合成到巷道之中,并调后设置最后把井上把部分和井下部分进行组合,最终形成整体模型[4][5]。
3 实现方案
由于矿山系统庞大、设备众多,并随着各种模型的建立、纹理渲染等工作的展开,使得计算机运行速度明显减慢。
要想使模型系统更加真实就要求各个部分的模型尽量精细化,但是模型的细化必然影响计算机的运行速度。
处理好这对矛盾是本课题的难点。
具体解决方案:(1)充分运用3ds max中的插件,如quicksilver渲染器,板岩材质编辑器、贴图和建模功能等。
插件的充分利用不仅可以使模型过程简化,而且能够保证很好的模型的真实性。
(2)对象重用:在虚拟场景中,许多模型是相同的,把相同的模型进行统一管理,这样不但减少了编码过程中的复杂性,而且减轻了系统开销,加快了浏览速度。
(3)设置可视范围:在固定的可视范围内的场景模型可以显示出来,而在该范围以外的场景模型是不显示的,这样可以加快浏览速度,减少系统开销。
4 结论
本文研究了矿井的静态建模方法,并将建模结果初步应用于生产实际,对井下员工的培训起到了一定的作用。
可以期待随着相关研究的深入,建模方法得到进一步完善,应用3ds max虚拟仿真软件可以很方便地实现场景的虚拟仿真。
随着虚拟现实技术在矿山建设中的广泛应用,矿山数字化建设的逐步完善,虚拟现实技术将有助于提高我国资源生产效率,提高安全生产水平。
参考文献
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[2] 蒋毅.3dstudiomax软件在虚拟现实技术上的应用[j].硅谷,2009,(4):78.
[3] 王志杰等.基于虚拟现实技术的矿山三维建模、显示及漫游系统[j].测绘工程,2006,15(4):45-47.
[4] 孙麒,刘迎春,徐春霞.基于vrml的虚拟场景漫游实现[j].计算机工程与设计,2008,29(14):3748-3751
[5] 谢义林等.虚拟数字矿山的研究与应用[j].矿业工
程,2006,5(1):56-59.。