基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的風(fēng)洞模型表面壓力三維顯示.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是伴隨多媒體技術(shù)發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)新技術(shù)，采用三維圖形生成技術(shù)、高分辨率顯示技術(shù)和多傳感交互技術(shù)，生成一個(gè)逼真的三維虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景是非常廣闊的，它最開始被研究是因?yàn)檐娛潞秃娇蘸教祛I(lǐng)域的需求，但近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)和工業(yè)等方面。它正在改變著我們的生活。
　　 風(fēng)洞模型指風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中能夠研究空氣動(dòng)力學(xué)特性的模型，比如飛行器、汽車、高樓、船舶等模型。這些模型被安裝在風(fēng)洞內(nèi)，用于研究模型周圍氣體

2、流動(dòng)以及模型與氣體的相互作用，從而了解實(shí)際物體的空氣動(dòng)力學(xué)特性。表面壓力是指風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)其中一項(xiàng)重要實(shí)驗(yàn)(風(fēng)洞測量壓力實(shí)驗(yàn))所要獲得的數(shù)值，通過數(shù)值了解風(fēng)洞模型表面壓力空氣動(dòng)力特性分布。風(fēng)洞測量壓力實(shí)驗(yàn)使用的模型表面上都會(huì)有數(shù)排壓力孔，壓力孔被連接在風(fēng)洞模型內(nèi)部的電子壓力掃描閥上，壓力數(shù)值從電子掃描閥的計(jì)算機(jī)終端顯示出來。本文分析了三維圖形引擎的結(jié)構(gòu)和工作流程，通過一個(gè)比較完整的三維圖形引擎設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)洞模型表面壓力分布的三維顯示。主要工

3、作如下：
　　 (1)研究應(yīng)用程序編程接口DirectX和OpengGL，并對它們進(jìn)行比較和分析，給出適合本文研究的接口，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞模型表面壓力分布的三維顯示提供基礎(chǔ)。
　　 (2)研究當(dāng)前三維圖形引擎的設(shè)計(jì)方法、模塊劃分和流程設(shè)計(jì)，結(jié)合數(shù)學(xué)模塊設(shè)計(jì)，給出本文三維圖形引擎的總體設(shè)計(jì)方法。
　　 (3)結(jié)合3D的幾何變換和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，研究圖形渲染引擎中四種不同的光源類型和兩種著色模式，以及研究紋理映射、z緩存和

4、光柵化等基本3D流水線的構(gòu)建步驟，建立一個(gè)簡單的圖形渲染引擎。
　　 (4)結(jié)合風(fēng)洞模型的實(shí)際情況，分析風(fēng)洞模型文件3DS數(shù)據(jù)格式并研究讀取這種格式的方法，設(shè)置風(fēng)洞模型表面壓力孔和顏色范圍并且構(gòu)建整個(gè)虛擬場景，在這些基礎(chǔ)上對場景進(jìn)行渲染實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞模型表面壓力分布的三維顯示。
　　 本文通過研究基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的風(fēng)洞模型表面壓力分布三維顯示技術(shù)，使模型型號公司參加實(shí)驗(yàn)人員在得到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)又能直觀觀察出整個(gè)模型表面受壓