【摘要】：塔式起重機(jī)作業(yè)環(huán)境中特殊效果種類繁多、表現(xiàn)各異,主要特點(diǎn)是形狀不固定、運(yùn)動(dòng)不規(guī)則,難以用常規(guī)的建模和繪制方法來仿真,或者所建立的模型往往難以兼顧真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和開放性等要求。粒子系統(tǒng)是用于不規(guī)則模糊物體建模及圖像生成的一種方法,此方法采用了一套完全不同于以往造型、繪制系統(tǒng)的方法來構(gòu)造和繪制景物,形成了景物的整體形態(tài)和特征以及動(dòng)態(tài)變化。本論文以起重機(jī)駕駛模擬器作為場景,設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的逼真粒子特效。 此課題來源于“國家質(zhì)檢總局科研項(xiàng)目基于半實(shí)物仿真的塔式起重機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)(項(xiàng)目編號：2009QK0293)”和“塔式起重機(jī)集群安全作業(yè)智能控制系統(tǒng)(項(xiàng)目編號：2009QK0294)”。本論文首先介紹基于虛擬現(xiàn)實(shí)的粒子特效系統(tǒng)的基本概念、生成規(guī)則與過程后,通過對現(xiàn)有各種粒子系統(tǒng)的視覺效果的研究與分析,指出現(xiàn)有粒子效果不完善的地方以及改進(jìn)方案。同時(shí),根據(jù)現(xiàn)有的碰撞檢測技術(shù),分析了在粒子系統(tǒng)中的應(yīng)用方法,使效果更逼真。 在大型應(yīng)用系統(tǒng)中加入粒子特效,可以有效地增強(qiáng)場景的真實(shí)性,使系統(tǒng)功能更強(qiáng)大,用戶沉浸性更好。本文實(shí)現(xiàn)了多種粒子特效,如雨雪效、霧效、工地上施工的火花,在雪效的場景中,首次嘗試對粒子使用碰撞檢測技術(shù)進(jìn)行粒子運(yùn)動(dòng)計(jì)算,使雪粒子不可穿越其他物體,以實(shí)現(xiàn)更逼真的場景。 本文就三類特效場景、運(yùn)動(dòng)控制兩個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì),根據(jù)粒子場景的特點(diǎn),采用基于紋理的建模方法,結(jié)合實(shí)時(shí)性渲染技術(shù),建立了多種逼真的特效場景,不僅增加了場景的沉浸感,且提高了生成效率。為了使粒子場景效果更真實(shí),本文采用碰撞檢測技術(shù)對雪粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制,給出了粒子與其他模型碰撞的結(jié)果以及分析,并在.net開發(fā)平臺(tái)下,實(shí)現(xiàn)了塔機(jī)駕駛模擬器場景的漫游,最后對本文的工作進(jìn)行了總結(jié)。
[Abstract]:There are many kinds of special effects in the working environment of tower cranes, which are characterized by irregular shape and irregular movement, which are difficult to simulate by conventional modeling and rendering methods, or are difficult to take into account the authenticity of the models established. Real-time and openness requirements. Particle system is a method for modeling and image generation of irregular fuzzy objects. Formed the overall form and characteristics of the scene and dynamic changes. In this paper, a crane driving simulator is used as a scene to design and implement a realistic particle effect based on virtual reality. This topic comes from "tower crane simulation training system (project number: 2009QK0293)" and "tower crane cluster security operation intelligent control system (project number: 2009QK0294)" based on hardware-in-the-loop simulation. This paper first introduces the basic concept of particle special effect system based on virtual reality. After generating rules and processes, the visual effects of various particle systems are studied and analyzed. Points out that the existing particle effect is not perfect and the improvement scheme. At the same time, according to the existing collision detection technology, the application method in particle system is analyzed to make the effect more realistic. Adding particle effects to large application systems can effectively enhance the reality of the scene, make the system more powerful, user immersion better. In this paper, a variety of particle effects are realized, such as rain and snow effects, fog effects, and sparks in construction site. In the snow effect scene, the first attempt is made to calculate particle motion using collision detection technology, so that snow particles cannot cross other objects. To achieve a more realistic scene. This paper designs three kinds of special effect scene and motion control. According to the characteristics of particle scene, it uses texture-based modeling method and real-time rendering technology to establish a variety of lifelike special effect scenes. It not only increases the immersive feeling of the scene, but also improves the efficiency of generation. In order to make the effect of particle scene more realistic, this paper uses collision detection technology to control the motion of snow particle, and gives the result and analysis of particle collision with other models. The scene roaming of tower crane driving simulator is realized. Finally, the work of this paper is summarized.
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH213.3

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本文編號：2282433