基于三维视景的立体显示及漫游系统开发_李荣川_陈宁_聂垒鑫VIP免费

SHIPENGINEERING船舶工程Vol.35No.52013总第35卷，2013年第5期—105—基于三维视景的立体显示及漫游系统开发李荣川1,2，陈宁1，聂垒鑫1（1．江苏科技大学能源与动力工程学院，江苏镇江212003；2．92538部队，辽宁大连116041）摘要：以三维模型立体视景为研究对象，在分析比较各种图形处理工具在处理三维立体视景的特点以及与VisualC++的兼容性的基础上，通过采用VisualC++8.0结合开源软件OpenSceneGraph2.8.2的系统开发，将船舶数字化生产设计的三维机舱模型，成功的移植到三维立体视觉显示系统中，实现了在虚拟漫游环境中的交互式漫游，运行速度快、视景逼真、编程语言和开发环境简单易用、程序兼容性好。关键词：三维视景；立体显示；虚拟漫游；VisualStudio8；OSG中图分类号：U662.9文献标志码：A文章编号：1000-6982(2013)05-0105-04StereoDisplayandRoamProgramDevelopmentBasedon3DVisionLIRong-chuan1,2,CHENNing1,NIELei-xin1(1.CollegeofEnergyandPowerEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,JiangsuZhenjiang212003,China;2.92538PLATroops,LiaoningDalian114107,China)Abstract:A3Dmodelstereovisionasthestudyobject,basedontheanalysisandcomparisonofcharacteristicsofmanykindsofgraphictoolsprocessing3DstereovisionandcompatibilityofVisualC++,itisadoptedVisualC++8.0andtheopensourcesoftwareOpenSceneGraph2.8.2.Themarine3Dcabinmodelproducedanddesigneddigitallyissuccessfullytransferredintothe3Ddisplaysystem,whichrealizestheinteractiveroaminthevirtualroamenvironmentwiththeadvantagesoffast,lifelike,easytoprogramanddevelopandwidecompatibility.Keywords:3Dvision;stereodisplay;virtualroam;VisualStudio8;VirtualRoam;OSG随着计算机仿真技术的发展，场景的视景处理不再局限于二维平面基础之上，如今，三维立体显示技术以其更直观、便捷、真实的特点，广泛的应用于大型运载工具的场景再现与可操作性的人体工程学评估仿真中[1]。本系统通过OpenSceneGraph（OSG）对三维立体模型数据进行调用和图像处理[2]，并利用被动式三维立体成像原理生成三维立体图像，实现三维立体场景的漫游与三维模型的立体观察[3]，与传统的漫游方法中所采用的纯二维平面的图像处理方法相比，能够使观察者更加贴近真实的三维世界，从而产生临镜的直观感和沉浸感。1系统结构设计该三维立体视景漫游系统是以VisualC++8.0为软件开发平台，结合OSG进行图像处理，通过UDP协议的通信方式实现主机与从机之间的数据传输，并以两台并行式计算机所搭建的硬件系统作为系统软件运行平台。在该平台上，一台计算机为主控机，负责三维立体场景模型的选择、生成左眼的视景图像及进行视点的控制，另一台计算机为从机，负责跟随主控机的数据，生成右眼的视景图像。两台计算机之间利用UDP协议将模型信息与视点信息进行数据传输，从而实现左右眼视点的同步，并最终通过每台计算机所连接的具有偏光镜片的投影系统投影到屏幕上，从而实现多种模型（ive、osg、flt、3ds等）的三维立体场景视的显示。本系统的硬件构成图、软件运行框架收稿日期：2012-11-08；修回日期：2013-05-26作者简介：李荣川（1984-），男，硕士研究生。研究方向：船舶动力装置性能与系统优化设计。数字化造船—106—图分别如图1、图2所示。图1硬件构成图图2软件运行框架图2系统的构建OSG作为基于C++平台的应用程序接口（API），具有开源的特性，同时，它能够更加快速、便捷地创建高性能、跨平台的交互式图形程序。VisualC++具有平台兼容效果好、语言简单易学，并且可以与OpenSceneGraph进行完美结合的特点，故在该平台开发过程中选用VisualC++与OSG相结合的方式，实现系统所要达到的功能。2.1系统模型的选取与图像生成OSG中，osgDB库允许用户加载、使用和写入3D数据库，它采用插件管理架构，支持大量常见的2D图形和3D模型格式文件。因此本系统可以指定读取不同的三维模型进行视景渲染，但要求在OSG进行图行渲染之前，必须要给其指定三维模型的地址用于osgDB::readNodeFile进行读取。模型的获取可以利用C...