基于虛擬現(xiàn)實(shí)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市立交橋的設(shè)計(jì)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(jì)要與立交橋范圍內(nèi)的景觀設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致，這就要求將立交橋作為一個(gè)三維實(shí)體進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。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(cuò)，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(jì)方案的優(yōu)劣也就難以評(píng)判

2、。本文針對(duì)當(dāng)前城市道路交通設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題——漫游立交橋景觀設(shè)計(jì)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到立交橋的設(shè)計(jì)當(dāng)中，利用三維建模技術(shù)使立交橋的三維整體設(shè)計(jì)理念得以實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，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(shí)場(chǎng)景，再通過(guò)虛擬漫游的方式模擬車(chē)輛在立交橋上行駛的境況。這樣，立交橋設(shè)計(jì)人員就能直觀、生動(dòng)地檢驗(yàn)立交橋的線形設(shè)計(jì)效果并考察它與城市景觀的協(xié)調(diào)性，從而對(duì)立交橋的設(shè)計(jì)方案作出綜合的評(píng)價(jià)。 為此，本文主要開(kāi)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(duì)象的數(shù)據(jù)抽象方法并設(shè)計(jì)了它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；采用場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)概念，制定了立交橋三維建模軟件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略。重點(diǎn)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(jì)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(shí)現(xiàn)方法。 3)探討了增強(qiáng)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(chǎng)景；運(yùn)用紋理映射技術(shù)和虛擬漫游方式增強(qiáng)虛擬場(chǎng)景的沉浸感。 4)利用上述研究成果，開(kāi)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(chǎng)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(yùn)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(guò)實(shí)際工程項(xiàng)目測(cè)試了BM3D軟件的運(yùn)行效果：測(cè)試結(jié)果表明，BM3D軟件能夠幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)立交橋的線型設(shè)計(jì)質(zhì)量、整體造型美觀度和