基于點的觸覺式曲面變形操作研究.pdf

1、基于觸覺的計算機輔助造型設計將設計師納入產(chǎn)品數(shù)字化開發(fā)的流程，能夠縮短開發(fā)周期降低開發(fā)成本，是觸覺交互研究的一個應用方向。本文基于觸覺變形操作原理研究了基于點的觸覺式曲面變形操作技術，實現(xiàn)了實時觸覺式曲面變形交互操作，為計算機輔助曲面建模提供了一種基于觸覺設備的新途徑。
　　論文首先研究了基于物理的質(zhì)點彈簧系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，提出了質(zhì)點間彈簧和阻尼約束力及外部對質(zhì)點作用力的計算方法，并通過常微分方程數(shù)值解算器實現(xiàn)了質(zhì)點實時位置狀態(tài)的

2、計算，建立了可變曲面模型。進而文章對觸覺式曲面變形操作的原理進行了研究并設計了由觸覺設備PHANToMOmni及應用程序組成的觸覺變形操作系統(tǒng)。
　　其次本文基于鼠標和觸覺設備對曲面進行變形操作的實現(xiàn)方法進行了研究，設計了操作點選擇算法和設備對操作點作用力算法，建立了交互式曲面變形操作模式，實現(xiàn)了支持觸覺反饋的曲面建模交互操作。
　　再次對由質(zhì)點系獲得的曲面幾何模型的表示方法，包括三角多邊形模型表示法和基于NURBS的曲面節(jié)

3、點擬合方法，本文研究了其原理及在OpenGL和HLAPI環(huán)境中兩種方法的圖形和觸覺渲染技術，為曲面變形操作人機界面提供了視覺和觸覺反饋。
　　最后本文通過設計事件回調(diào)函數(shù)，構(gòu)建質(zhì)點彈簧系統(tǒng)類，設置交互操作菜單等工作編寫了基于點的觸覺式曲面變形操作應用程序，初步建立了基于點的觸覺式曲面變形操作系統(tǒng),在設計過程中，用戶通過PHANToMOmni能夠物理地感知虛擬物體的真實屬性并交互式地進行曲面變形操作。同時通過曲面變形操作應用程序，分