基于网络的三维可视化仿真技术研究与实现.pdf

第４１卷第１８期人民长江Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１８

２０１０年９月ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｅｐ．，２０１０

文章编号：１００１－４１７９（２０１０）１８－００７９－０４

基于网络的三维可视化仿真技术研究与实现

白留星，张文龙，王勇飞

（国电大渡河深溪沟水电有限公司，四川汉源６２５３００）

摘要：以大渡河深溪沟水电站大坝混凝土浇筑模拟为背景，尝试将网络编程技术引入到三维可视化仿真研究
中。利用法国ＤａｓｓａｕｌｔＳｙｓｔｅｍ公司开发的ＣＡＴＩＡ软件建立了大坝三维模型，介绍了仿真模型的构造方法及仿
真计算分析步骤。模型的应用实现了施工过程可通过计算机Ｗｅｂ界面动态展示和数据查询，模型的成功运
用证明了将网络技术、三维可视化技术与仿真计算相结合用于水电工程施工过程模拟是可行的。
关键词：网络技术；三维可视化；计算机仿真；混凝土浇筑；深溪沟水电站
中图法分类号：ＴＰ３９１文献标志码：Ａ

计算机仿真这一概念最早由冯·诺依曼于２０世
１基于网络的三维可视化仿真技术构成框架
纪４０年代提出，它是利用电子计算机对研究系统的结
构、功能和行为以及参与系统控制主动者—人的思维基于网络的三维可视化仿真技术，就是将网络编
过程进行较为逼真的动态仿真。随着计算机硬件和软程技术、三维图像处理技术和仿真技术相结合，使仿真
件技术的快速发展，计算机仿真技术也得到迅速发展，计算成果能够通过网络平台，生动形象地展示出来，方
已由最初应用于航天、核工业等少数领域，逐步发展到便用户查询并按照权限实现数据共享、远程共享。技
电力、石油、冶金、机械等主要工业部门，并且进一步扩术构成框架如下：
大到社会系统、经济系统、交通运输系统以及生态系统（１）采用法国ＤａｓｓａｕｌｔＳｙｓｔｅｍ公司开发的ＣＡＴＩＡ
等一些非工程系统领域。特别是近年来，计算机仿真平台建立大坝三维模型，并基于ＣＡＴＩＡ提供的二次开
技术还结合一些新型软件技术，如管理信息系统、决策发接口，采用ＶＢＡ技术对坝体三维模型进行分层分
支持系统、三维可视化技术，进一步丰富和完善了其自块，精确计算坝块控制点坐标、面积、体积等技术参数，
身的内容。目前国内三维可视化仿真技术已经逐步趋并生成相关数据库文件。
向成熟，如基于ＧＩＳ的三维可视化仿真，利用ＧＩＳ空间（２）模拟大坝混凝土浇筑施工过程，采用ＶＢ．
分析技术实现地形地貌及可视化仿真成果的展现和表ＮＥＴ编程技术建立计算机仿真模型，实现仿真计算。
达；利用先进的视景仿真软件、ＯＰｅｎＧＬ三维图像接（３）利用ＪＳＰ网络编程技术和ＳＱＬ数据库技术，
口，来实现仿真成果的三维动态展示和交互。开发网络界面系统，实现仿真成果的页面查询。
本文在三维可视化仿真技术基础上，引入网络技（４）利用３ＤＸＭＬＰｌａｙｅｒ控件和网络数据库技
术，使仿真成果通过Ｗｅｂ界面动态查询，达到了数据术，动态展现三维仿真图形成果，并实现与用户的交
共享、优化决策的目的，并将这一成果应用于大渡河深互、动态查询。
溪沟水电站大坝混凝土浇筑仿真，证明该方法可行，取通过上述方式，实现仿真计算、三维可视化、网络
得了较好的应用效果。数据库查询三者的有机统一，见图１。

收稿日期：２０１０－０７－３０
作者简介：白留星，男，工程建设处副处长，工程师，硕士，主要从事水电工程建设管理工作。Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]
８０人民长江２０１０年

测量零件的尺寸、面积和体积等数据，计算对特定轴的
惯性矩，对分析产品的动态特性和工程项目的成本预
算都有重要的意义。如图３所示。

图１系统集成框架

２基于网络的三维可视化仿真技术实现

２．１三维模型建立
三维模型的建立是仿真计算和三维可视化的基
础。本文采用ＣＡＴＩＡ软件来实现大坝三维模型建
模［１～３］。ＣＡＴＩＡ是法国ＤａｓｓａｕｌｔＳｙｓｔｅｍ公司开发的

ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ一体化软件，支持复杂曲面造型和复图３ＣＡＴＩＡ系统空间分析界面
杂装配，具有全相关性、强大的装配功能、使用方便等
２．２基础数字模型的生成
特点。
仓位空间数据信息是进行大坝混凝土浇筑仿真分
三维建模工作主要运用ＣＡＴＩＡ系统的零件设计
析的基础，仓位原始数据的生成是以坝段为单元，以坝
（ＰａｒｔＤｅｓｉｇｎ）、装配设计（ＡｓｓｅｍｂｌｅＤｅｓｉｇｎ）来完成。
块为对象。本文在实现仓位数据计算及数字模型生成
零部件设计过程中，主要是实体造型，首先分析结构有
过程中，充分利用了ＣＡＴＩＡ软件空间分析计算功能模
哪些特征，哪些特征为基本特征，再决定创建各个特征
块，通过对ＣＡＴＩＡ系统二次开发接口技术，来准确实
的顺序；然后进行装配设计，采用层次模型表达装配模
现对各浇筑坝块数据的计算、读写。
型，装配时从最底层次子装配体开始逐层装配，直至最
ＣＡＴＩ