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《中国电力科学研究院》 2010年
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多屏同步三维显示技术的研究和实现

胡平平  
【摘要】:论文提出了一种新的三维模型浏览模式,即“多屏同步三维浏览”模式,并在单计算机多屏幕和多计算机多屏幕环境下对该模式的实现进行了研究。单机多屏系统在通用计算机上实现了单台计算机控制多个显示器进行同一个三维模型多屏多视角的同步浏览;而多机多屏系统则在多个联网的计算机上实现了同一个三维模型多屏多视角的同步浏览。在实现两个系统的同时,论文还研究并解决了三维模型处理和显示方面的一些关键问题,得出了许多有价值的结果。 论文扼要介绍了三维显示和多屏显示的软硬件技术及其现状、三维同步显示处理中模型数据处理的理论基础和相关技术。这些理论和技术包括图形变换、坐标变换、VC++图形处理、OpenGL编程、计算机多屏显示技术和基于TCP/IP的网络编程技术等相关内容。 三维模型数据的处理是研究的基础和关键。论文对3DS三维模型的关键帧数据进行了较深入的理论分析和研究,首次详实地给出了3DS模型中各种关键帧数据类型的结构和使用方法,不仅得出了多层次成组网格对象和实例对象坐标的理论计算公式,且完全实现了3DS模型任意层次成组的各类对象坐标求取处理方法。此外,论文还提出并实现了3D数据到OpenGL显示数据的高效处理方法、发现并解决了3D模型重复顶点的问题、提出了在OpenGL中直接显示3D模型关键帧动画的方法。 论文提出了将OpenGL显示技术和Windows窗口技术相结合的单计算机多屏三维显示方案,并利用Windows消息机制实现了多屏显示的同步,详细介绍了其中的技术思路和实现方法。在多机多屏同步显示方面,设计了能够有效预防和处理冲突的多机同步显示控制协议,协议内嵌的数据同步处理和冲突处理机制,保证了系统的可靠性和易用性,完全实现了多机多屏显示系统的同步显示和无冲突控制。 论文的主要创新点是:单计算机多屏幕三维模型的同步三维显示方法和实现、多计算机三维显示无冲突控制协议设计和实现、高效三维数据顶点法向量求解方法、OpenGL直接显示3D模型关键帧动画计算和实现方法。 本文的研究成果除了全面实现了两个系统外,还发表了相关的科技论文两篇,申请了两项专利国内发明专利、一项国际发明专利,完成了两项软件著作权登记和一项软件成果登记。
【学位授予单位】:中国电力科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

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