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基于实时渲染技术的CAD虚拟产品工作室研究与实现

王俊惠  
【摘要】: 实时计算机图形学是CAD系统的一项核心技术,可以满足设计人员对场景的真实感和实时交互性的要求。虚拟现实则是CAD的发展新方向。本文主要讨论了实时计算机图形学和虚拟现实技术在三维机械CAD中的应用。在对机械产品造型特征分析的基础上,提出了一种基于实时渲染技术的虚拟机械产品设计工作室系统,为产品设计人员提供了交互式实时操作产品模型几何信息、表面渲染信息、虚拟漫游装配场景和立体显示等功能。对提高设计人员和用户的交流效率,优化设计质量有较重要的作用。 主要研究工作概括如下: 1.设计了一种基于构件的虚拟工作室体系结构,包括数据库、功能构件以及界面管理,是一个开放性的软件架构。 2.建立了新的文件结构,将场景数据和模型数据统一保存、分别处理,并对模型进行了层次划分,满足不同的选择策略要求。 3.设计了集成视窗,提供给设计人员四种不同的交互操作模式,适用于不同的场合,可以顺畅地进行浏览、操作。 4.提出了模型几何变换操作重新组合的概念,设计并实现了变换子集的实时交互式操作器。 5.设计并实现了三维模型实时渲染功能,包括场景的实时光照、阴影、雾效以及模型的材质和纹理,并提供了图形输出功能。


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