回聲測(cè)深儀的三維模擬與控制.pdf

1、航海技術(shù)、輪機(jī)工程是實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生時(shí)需要大量實(shí)踐場(chǎng)所，為此相關(guān)高校都購(gòu)置或開發(fā)了航海類模擬器。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外主流的航海模擬器(如：上海海事大學(xué)航海科學(xué)研究所研制的船舶操縱模擬器、航海雷達(dá)導(dǎo)航模擬器，大連海事大學(xué)航海技術(shù)研究所研制的船舶操縱模擬器、便攜式船舶操縱模擬器；挪威的挪康公司(Kongsberg Maritime AS)、英國(guó)的英國(guó)船商有限公司(TransasMarine UK Ltd．)研制的航海模擬器)均采用三維視景

2、來描述船舶及其周圍環(huán)境，操作者可操縱船舶在虛擬的三維世界中漫游，其船舶操縱部分普遍采用硬件模擬(使用開關(guān)、旋鈕、鍵盤等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的操縱與控制)或二維圖像模擬(使用二維圖像來描述真實(shí)的開關(guān)、旋鈕等，并實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的操縱與控制)。采用硬件模擬需要復(fù)雜的安裝調(diào)試工作、各硬件本身和相互之間的關(guān)聯(lián)部分容易出現(xiàn)故障，而二維圖像模擬真實(shí)感又較差。 作為船舶操縱模擬器的探索性研究，本課題開發(fā)回聲測(cè)深儀的三維模擬器。在微型計(jì)算機(jī)上，使用Ope

3、nGL技術(shù)開發(fā)三維模擬器，在此模擬器中實(shí)現(xiàn)三維漫游和控制，也就是使用者能在虛擬三維空間中的任意位置、任意角度來觀看回聲測(cè)深儀，并能夠進(jìn)行相關(guān)的操作。這樣既降低了模擬器開發(fā)成本，又提高了模擬器的真實(shí)性。 詳細(xì)研究三維創(chuàng)作軟件3DS MAX輸出的3ds文件格式，通過分析轉(zhuǎn)換成ASCII字符的3ds文件，較詳細(xì)的繪制了3ds文件的塊結(jié)構(gòu)圖，并指出了幾乎所有數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)及其用途，為正確使用3ds文件數(shù)據(jù)奠立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 結(jié)合

4、3ds文件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和OpenGL的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，給出了裝載3ds模型的類定義，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了必要的轉(zhuǎn)換，正確將數(shù)據(jù)保存到OpenGL 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之中。分析了計(jì)算法線向量的兩種方法，給出了由組成面的點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)計(jì)算點(diǎn)的法線向量的方法。 從查閱到的相關(guān)文獻(xiàn)來看，文獻(xiàn)中都提到了再現(xiàn)三維模型需要讀取3ds文件中三維模型的材質(zhì)塊數(shù)據(jù)和頂點(diǎn)數(shù)據(jù)、面列表數(shù)據(jù)，而忽視了關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)。本課題提出了正確再現(xiàn)3ds三維模型數(shù)據(jù)必須讀取并使用關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)的觀