基于點(diǎn)的觸覺式曲面變形操作研究.pdf

1、基于觸覺的計(jì)算機(jī)輔助造型設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)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(gè)應(yīng)用方向。本文基于觸覺變形操作原理研究了基于點(diǎn)的觸覺式曲面變形操作技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)觸覺式曲面變形交互操作，為計(jì)算機(jī)輔助曲面建模提供了一種基于觸覺設(shè)備的新途徑。
　　論文首先研究了基于物理的質(zhì)點(diǎn)彈簧系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)，提出了質(zhì)點(diǎn)間彈簧和阻尼約束力及外部對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用力的計(jì)算方法，并通過常微分方程數(shù)值解算器實(shí)現(xiàn)了質(zhì)點(diǎn)實(shí)時(shí)位置狀態(tài)的

2、計(jì)算，建立了可變曲面模型。進(jìn)而文章對(duì)觸覺式曲面變形操作的原理進(jìn)行了研究并設(shè)計(jì)了由觸覺設(shè)備PHANToMOmni及應(yīng)用程序組成的觸覺變形操作系統(tǒng)。
　　其次本文基于鼠標(biāo)和觸覺設(shè)備對(duì)曲面進(jìn)行變形操作的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了操作點(diǎn)選擇算法和設(shè)備對(duì)操作點(diǎn)作用力算法，建立了交互式曲面變形操作模式，實(shí)現(xiàn)了支持觸覺反饋的曲面建模交互操作。
　　再次對(duì)由質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)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(shù)，為曲面變形操作人機(jī)界面提供了視覺和觸覺反饋。
　　最后本文通過設(shè)計(jì)事件回調(diào)函數(shù)，構(gòu)建質(zhì)點(diǎn)彈簧系統(tǒng)類，設(shè)置交互操作菜單等工作編寫了基于點(diǎn)的觸覺式曲面變形操作應(yīng)用程序，初步建立了基于點(diǎn)的觸覺式曲面變形操作系統(tǒng),在設(shè)計(jì)過程中，用戶通過PHANToMOmni能夠物理地感知虛擬物體的真實(shí)屬性并交互式地進(jìn)行曲面變形操作。同時(shí)通過曲面變形操作應(yīng)用程序，分