基于虛擬現(xiàn)實的立交橋三維建模軟件的研究.pdf

1、立交橋是城市交通的重要組成部分，在解決城市日趨擁擠的交通狀況中發(fā)揮著重要作用。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，城市立交橋的設(shè)計理念發(fā)生了根本性的改變，現(xiàn)代城市立交橋不僅是緩解城市交通壓力的交通設(shè)施還應(yīng)是城市的一道景觀，其設(shè)計要與立交橋范圍內(nèi)的景觀設(shè)計協(xié)調(diào)一致，這就要求將立交橋作為一個三維實體進行整體設(shè)計。然而，立交橋不同于普通的道路和橋梁，它造型復(fù)雜，各種線型在空間上縱橫交錯，幾何關(guān)拓?fù)潢P(guān)系在其建成之前很難直觀想象，所以其設(shè)計方案的優(yōu)劣也就難以評判

2、。本文針對當(dāng)前城市道路交通設(shè)計的難點和熱點問題——漫游立交橋景觀設(shè)計，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到立交橋的設(shè)計當(dāng)中，利用三維建模技術(shù)使立交橋的三維整體設(shè)計理念得以實現(xiàn)；同時，將立交橋三維模型配以交通附屬設(shè)施和城市景觀，構(gòu)造出逼真的虛擬現(xiàn)實場景，再通過虛擬漫游的方式模擬車輛在立交橋上行駛的境況。這樣，立交橋設(shè)計人員就能直觀、生動地檢驗立交橋的線形設(shè)計效果并考察它與城市景觀的協(xié)調(diào)性，從而對立交橋的設(shè)計方案作出綜合的評價。 為此，本文主要開展

3、了如下工作： 1)研究了立交橋系統(tǒng)中道路和橋梁等對象的數(shù)據(jù)抽象方法并設(shè)計了它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；采用場景數(shù)據(jù)庫概念，制定了立交橋三維建模軟件的數(shù)據(jù)存儲策略。重點考慮了道路交叉口信息的處理方法，為交通流模擬等后續(xù)研究做了準(zhǔn)備。 2)探討了特征設(shè)計技術(shù)在立交橋三維建模系統(tǒng)中的應(yīng)用和立交橋系統(tǒng)參數(shù)化建模方式的實現(xiàn)方法。 3)探討了增強立交橋三維模型逼真度的方法。采用基于幾何建模和圖像建模相結(jié)合的混合建模技術(shù)創(chuàng)建立交橋三維模型

4、和虛擬場景；運用紋理映射技術(shù)和虛擬漫游方式增強虛擬場景的沉浸感。 4)利用上述研究成果，開發(fā)了立交橋三維建模軟件BM3D，該軟件已經(jīng)具備建立復(fù)雜立交橋三維模型和立交橋虛擬場景的能力，三維模型具有較好的逼真度，并且具有虛擬漫游的部分功能。 5)運用BM3D軟件創(chuàng)建了位于北京市的馬甸立交橋三維模型，通過實際工程項目測試了BM3D軟件的運行效果：測試結(jié)果表明，BM3D軟件能夠幫助設(shè)計人員對立交橋的線型設(shè)計質(zhì)量、整體造型美觀度和