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施還應是城市的一道景觀，其設計要與立交橋范圍內(nèi)的景觀設計協(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計。然而，立交橋不同于普通的道路和橋梁，它造型復雜，各種線型在空間上縱橫交錯，幾何關拓撲關系在其建成之前很難直觀想象，所以其設計方案的優(yōu)劣也就難以評判

2、。本文針對當前城市道路交通設計的難點和熱點問題——漫游立交橋景觀設計，將虛擬現(xiàn)實技術引入到立交橋的設計當中，利用三維建模技術使立交橋的三維整體設計理念得以實現(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，立交橋設計人員就能直觀、生動地檢驗立交橋的線形設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)研究做了準備。 2)探討了特征設計技術在立交橋三維建模系統(tǒng)中的應用和立交橋系統(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)合的混合建模技術創(chuàng)建立交橋三維模型

4、和虛擬場景；運用紋理映射技術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軟件能夠幫助設計人員對立交橋的線型設計質(zhì)量、整體造型美觀度和