基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的動(dòng)感過(guò)山車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是上世紀(jì)末新興的尖端科技，是利用計(jì)算機(jī)模擬生成一個(gè)三維空間的虛擬世界，并提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)及嗅覺(jué)等感官的模擬，使用者可以通過(guò)傳感檢測(cè)裝置與虛擬世界進(jìn)行自然地交互并產(chǎn)生身臨其境的體驗(yàn)。
　　 本文首先簡(jiǎn)要論述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并詳細(xì)地描述了動(dòng)感過(guò)山車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及模塊功能。之后在對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)建模方法全面分析的基礎(chǔ)上，以過(guò)山車(chē)軌道模型為例，分別從幾何建模、物理建模和運(yùn)動(dòng)建模三個(gè)方面對(duì)過(guò)山車(chē)虛擬場(chǎng)景的建模進(jìn)行詳細(xì)介紹。建模

2、內(nèi)容包括基于DirectX的場(chǎng)景模型機(jī)制的建立、對(duì)象三維模型的建立、對(duì)象模型在虛擬場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)規(guī)則、運(yùn)動(dòng)模型在不同狀態(tài)下的受力分析及對(duì)象模型在虛擬場(chǎng)景空間中的坐標(biāo)(位姿)分析。由于過(guò)山車(chē)虛擬場(chǎng)景龐大且模型數(shù)量較多，我們應(yīng)用對(duì)象模型的層次細(xì)分技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，在分析多種常用算法之后選取基于邊折疊的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法，并成功的對(duì)過(guò)山車(chē)軌道模型進(jìn)行三級(jí)細(xì)分，在中遠(yuǎn)距離的場(chǎng)景中布置簡(jiǎn)化模型可大幅度減少系統(tǒng)工作量并提高創(chuàng)建及更新模型的效率。為使虛擬場(chǎng)

3、景更具有真實(shí)感，還在過(guò)山車(chē)軌道拼接過(guò)程中增加了碰撞檢測(cè)，在重點(diǎn)分析基于層次包圍體樹(shù)的碰撞檢測(cè)算法后，綜合層次包圍球和OBB包圍盒模型各自的優(yōu)點(diǎn)，本文提出了適合軌道模型的混合包圍盒碰撞檢測(cè)模型，該模型在避免冗余求交運(yùn)算的同時(shí)又保證了檢測(cè)的精確性，并成功應(yīng)用于系統(tǒng)的軌道拼接過(guò)程，避免了軌道重疊等與真實(shí)世界不符的情況出現(xiàn)。
　　 在模擬運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，本文自主設(shè)計(jì)了基于電機(jī)滾珠絲杠的兩自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真和運(yùn)行試驗(yàn)，