某矿产集团保护层开采的虚拟仿真技术研发(pdf 103页)

摘 要 ...................................................... ... I
目 录 ...................................................... V
1 引言 ...................................................... 1
1.1 选题依据 ................................................ ............. 1
1.2 研究意义 ................................................ ............. 2
1.3 国内外研究现状 ................................................ . 2
 1.3.1 虚拟矿井的国外研究现状 ............................... 3
1.3.2 虚拟矿井的国内研究现状 ............................... 6
1.4 本文研究内容 ................................................ ..... 8
1.4.1研究目的 ................................................ ....... 8
1.4.2 研究内容 ................................................ ....... 8
1.5 技术特点 ................................................ ............. 9
1.6 技术路线 ................................................ ............. 9
1.7 本章小结 ................................................ ........... 10
2 下保护层开采虚拟仿真系统综述 .................................. 13
2.1 虚拟现实技术 ................................................ ... 13
2.1.1 虚拟现实技术简介 ....................................... 13
2.1.2  虚拟现实技术的 3I 特征 ............................... 14
2.1.3 虚拟现实 系统的分类 .................................... 15
2.2 保护层开采 ................................................ ....... 16
2.1.1 保护层开采简介 ........................................... 16
2.2.2 保护层与被的有效垂距 ...................................... ...... 17
2.2.3  开采保护层的具体作用 ................................ 18
2.2.4 保护层开采的作用机理 ................................ 19
2.3 下保护层开采虚拟仿真系统的设计要求 ............................. 20
2.4 下保护层开采虚拟仿真系统的总体结构框架 ................................ ............... 21
2.5 系统数据库设计 ....................................... 22
2.6 本章小结 ................................................ ........... 23
3 下保护层开采虚拟仿真系统虚拟场景的建立 ......................... 25
3.1 虚拟场景建模工具 3DSMax 3DSMax3DSMax3DSMax3DSMax .................. 25
3.1.1 3DSMax  ............................................... 25
3.1.2 3DSMax ................................... 27
3.1.3 3DSMax .............................. 27
3.1.4  虚拟仿真场景的构建流程 ............................. 28
3.2 数据的采集与处理 ............................................ 29
3.2.1井上下三维空间数据。 ................................. 29
3.2.2纹理贴图资料 ............................................... 31
3.2.3 设备巷道等资料信息显示 ............................. 32
3.2.4 保护层开采数据 ........................................... 32
3.3 井上和下三维建 模及场景的构...................................... 34
3.3.1工业广场建模 。主要包括地形和筑........................... 34
3.3.2 巷道建模 ................................................ ...... 34
3.3.3 各种井下设备建模 ........................................ 37
3.3.4 保护层开采观测区域煤岩建模 ...................................... ... 40
3.3.5 场景模型的优化 ........................................... 42
3.3.6 材质建模 ................................................ ..... 42
3.3.7  灯光的添加 ................................................ .. 44
3.4 三维场景模型实时显示的优化 ...................................... ........ 44
3.4.1 实例化技术 ................................................ .. 44
3.4.2 纹理映射技术 ............................................... 45
3.4.3 多细节层次技术 ........................................... 45
3.5 本章小结 ................................................ ............ 46
4 巷道场景漫游驱动及下保护层开采仿真驱动 ......................... 47
4.1.1 OSG层次结构 .............................................. 47
4.1.2 OSG组成模块包括 ....................................... 48
4.1.3 OSG三维渲染引擎的优点 ............................. 48
4.2 OSG场景的组织及渲染 ................................... 49
4.2.1 OSG的场景树 ........................................... 49
4.2.2 OSG的渲染树 .............................................. 51
4.3 三维虚拟仿真引擎的实现 ............................... 52
 4.3.1系统三维模型的读取 .................................... 52
 4.3.2 系统三维模型的控制 .................................... 53
4.3.3系统巷道漫游 ............................................... 55
4.3.4 下保护层开采数据加载 ................................ 57
 4.3.5 程序示例 ................................................ ..... 60
4.4 本章小结 ................................................ ............ 62
5 工程应用.................................................... 63
5.1 工程背景简介 ................................................ ... 63
 5.1.1 工程概况 ................................................ ..... 63
5.1.2立项目的及意义 ........................................... 64
5.2 晋煤集团下保护层开采虚拟仿真系统 ................................. 66
5.2.1工作流程 ................................................ ..... 66
5.2.2功能演示 ................................................ ...... 67
5.3 本章小结 ................................................ ........... 75
6 总结与展望 .................................................. 77
6.1 总结 ......................................... 77
6.2 展望 ......................................... 77
参考文献 ..................................................... 79
作者简历 ..................................................... 85
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