面向虚拟制造的多细节层次模型研究 (2).doc

面向虚拟制造的多细节层次模型研究ResearchonMultipleLevelsofDetailforVirtualManufacturing摘要为适应市场的瞬息多变并减少生产成本和周期，各制造企业将许多先进技术引入到设计和制造领域，由此产生了许多新的制造技术和制造系统。虚拟制造是先进制造技术发展的必然结果，已成为先进制造技术研究领域的热点之一。虚拟制造技术的迅速发展，对虚拟现实技术的要求与日俱增；作为虚拟现实的核心技术，真实感图形实时绘制技术在很大程度上影响着虚拟制造技术的进步。本文就多细节层次模型的网格简化算法这一实时绘制技术作了初步探讨与实践。首先，在广泛阅读国内外相关文献资料基础上，介绍了实时绘制技术的基本理论，给出了课题的研究背景、研究现状和发展趋势，总结了网格简化算法的有关理论和技术。然后，在真实感图形绘制算法有关理论的基础上，提出了一种视相关的网格模型简化算法，结合网格模型的四个简化标准，根据视觉敏感度加大场景简化幅度，从而提高绘制速度。利用空间八叉树建立场景网格模型的层次结构，并给出一种基于z-Buffer的场景模型快速消隐算法。接着，根据视相关的网格简化算法，利用OpenGL编程，开发了一个加工设备快速绘制的原型系统。并以模块化的思想设计了原型系统的总体结构，详细介绍了它的基本功能和各模块的具体实现。该系统为开发具有实际应用价值的相关系统进行了有益的探索。最后，总结了本文的工作，并指出进一步的研究方向。关键字：虚拟制造网格简化细节层次视相关八叉树AbstractTokeepupwiththerapidlyshiftingmarketandreduceproductioncostandtime,manufacturingenterprisesintroducemanyadvancedtechnologyintodesignandmanufacturingarea.Virtualmanufacturingistheinevitableresultofthedevelopmentofadvancedmanufacturingtechnology,anditbecomesoneofthefocusesintheresearchareaofadvancedmanufacturingtechnology.Therequirementsfortechniqueofvirtualrealitywiththerapiddevelopmentofvirtualmanufacturingincreasesteadily.Asakeytechniqueofvirtualreality,3Dgraphicsreal-timerenderingtechniqueaffectstheprogressofvirtualmanufacturingtechniqueinaconsiderabledegree.Inthispaper,themeshsimplificationofmultiplelevelofdetail,oneofreal-timerenderingtechniques,isstudiedandimplemented.Firstofall,basedonthesystematicreadingoftherelativeliteratures,thegeneraltheoryofreal-timerenderingtechniqueisintroduced.Thebackground,currentstateofart,thefuturetrend,thepurposeandsignificanceofthisresearcharereviewed,andthenthetheoriesandtechniquesoftherelativealgorithmofmeshsimplificationaresummarized.Secondly,basedontherelativetheoryof3Dgraphicsrenderingalgorithm,aview-dependentsimplificationalgorithmof