結(jié)構(gòu)工程虛擬現(xiàn)實可視化仿真方法及其應(yīng)用

前言

　　隨著計算機系統(tǒng)硬件的快速發(fā)展及軟件計算能力和范圍的擴大，所得出的豐富的計算結(jié)果，必須更直觀、更準(zhǔn)確和更及時地反映出來，單純以計算數(shù)據(jù)，表格和簡單曲線的平面表示方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)人們對復(fù)雜過程和結(jié)果分析的需要，于是三維可視化動態(tài)仿真系統(tǒng)便應(yīng)運而生，尤其在設(shè)計、計算與控制方面。在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、圖形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相結(jié)合，開展結(jié)構(gòu)工程的可視化仿真應(yīng)用。本書就是為了結(jié)構(gòu)工程可視化仿真技術(shù)的應(yīng)用提供理論、手段和方法以及方案的一本書。　　可視化仿真（Visual Simulation）是計算機可視化技術(shù)和系統(tǒng)仿真技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，這一新型的手段，它把復(fù)雜工程規(guī)劃、設(shè)計及與施工過程等復(fù)雜的空間n維數(shù)據(jù)（幾何位置、形狀、邊界條件、時間、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變材料特性、外部影響）結(jié)合起來，計算機輸入和計算過程擬人化和形象化，采用直觀和客觀的計算機圖形顯示技術(shù)實時、準(zhǔn)確和形象地表達(dá)計算過程中的變化和最終成果，通過靈活的人機交互處理方式，可以駕馭整個分析處理過程，容易發(fā)現(xiàn)隱藏于數(shù)據(jù)中的科學(xué)規(guī)律，領(lǐng)會復(fù)雜數(shù)據(jù)間的空間關(guān)系，實現(xiàn)附加價值（例如工程項目范圍的數(shù)據(jù)綜合化，改善對三維圖形的理解，可充分進(jìn)行模擬預(yù)演，減少工程重復(fù)設(shè)計，增加工程的可靠性和各個環(huán)節(jié)的聯(lián)合作用）?！　∪珪卜謨刹糠?個章節(jié)以及兩個附錄內(nèi)容，第一部分內(nèi)容主要介紹可視化仿真的基本理論、手段和方法，包括可視化仿真的概述、可視化仿真的圖形與方法、結(jié)構(gòu)工程的建模技術(shù)、結(jié)構(gòu)CAD圖形轉(zhuǎn)化為虛擬現(xiàn)實文件的方法、CAD圖形轉(zhuǎn)化為3DSMAx的方法。第二部分主要介紹作者團(tuán)隊在工程結(jié)構(gòu)可視化仿真的應(yīng)用與研究成果，包括壩陵河特大鋼桁橋梁可視化三維建模技術(shù)及工程詳圖、北盤江特大橋梁仿真分析與虛擬現(xiàn)實模型及施工過程可視化、矮寨特大鋼構(gòu)橋梁的工程動畫制作、落腳河水電站仿真分析與虛擬現(xiàn)實模型及施工過程可視化?！　”緯晌喝?、謝曉堯、張國新、王穎、魏魯雙、孫凱編著，研究生王鎮(zhèn)岳、王寧波、王亮、趙乙軻、趙賀來、姬廣坤參加了研究工作并進(jìn)行了部分章節(jié)的編寫，全書由魏群教授統(tǒng)稿?！　”緯械馁Y料來源于華北水利水電學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)與工程研究所、河南奧斯派克科技有限公司、中科院研究生院、貴州師范大學(xué)、中國水科院結(jié)構(gòu)所的科研成果，在此感謝上述單位的工作人員。　　本書得到國家自然科學(xué)基金（50749030）、水利部公益性行業(yè)科研專項（200801007）、“十一五”國家科技支撐計劃（2006BAC14806）、鄭州市科技創(chuàng)新團(tuán)隊（096SYJ：H210810）、西部交通建設(shè)科技項目壩陵河特大橋梁建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究子課題、鄭州市鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心的資金資助。

內(nèi)容概要

本書共分兩部分9個章節(jié)以及兩個附錄內(nèi)容，第一部分內(nèi)容主要介紹可視化仿真的基本理論、手段和方法，包括可視化仿真的概述、可視化仿真的圖形與方法、結(jié)構(gòu)工程的建模技術(shù)、結(jié)構(gòu)CAD圖形轉(zhuǎn)化為虛擬現(xiàn)實文件的方法、CAD圖形轉(zhuǎn)化為3DS MAX的方法。第二部分主要介紹作者團(tuán)隊在工程結(jié)構(gòu)可視化仿真的應(yīng)用與研究成果，包括壩陵河特大鋼桁橋梁可視化三維建模技術(shù)及工程詳圖、北盤江特大橋梁仿真分析與虛擬現(xiàn)實模型及施工過程可視化、矮寨特大鋼構(gòu)橋梁的工程動畫制作、落腳河水電站仿真分析與虛擬現(xiàn)實模型及施工過程可視化。

書籍目錄

第一部分  可視化仿真的基本理論、手段和方法　第1章  可視化仿真的概述　　1．1 可視化仿真的基本概念　　1．2 可視化仿真的基本手段和方法　　1．3 可視化仿真的數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)　　1．4 基于物理模型的計算機動畫技術(shù)　　1．5 結(jié)構(gòu)工程可視化仿真技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀　第2章  可視化仿真的圖形與方法　　2．1 面向?qū)ο蠹夹g(shù)的概念與方法　　2．2 面向?qū)ο蟮膱D形方法　　2．3 AutoCAD圖形單元的基本分類與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　2．4 AutoCAD開發(fā)環(huán)境與應(yīng)用　　2．5 3D引擎介紹　第3章  結(jié)構(gòu)工程的建模技術(shù)　　3．1 常用結(jié)構(gòu)材料圖形數(shù)據(jù)庫　　3．2 三維空間建模技術(shù)　　3．3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作加工的圖形拓?fù)浼夹g(shù)　　3．4 構(gòu)件圖形的數(shù)據(jù)存取方法　第4章  結(jié)構(gòu)GAD圖形轉(zhuǎn)化為虛擬現(xiàn)實文件的方法　　4．1 虛擬現(xiàn)實文件VRML的格式與語法　　4．2 虛擬現(xiàn)實文件VRML功能與特點　　4．3 CAD圖形轉(zhuǎn)化為VRML的一般方法　　4．4 虛擬現(xiàn)實文件的逆向讀取數(shù)據(jù)與圖形域　第5章  GAD圖形轉(zhuǎn)化為3DS MAX的方法　　5．1 CAD圖形與3DS MAX圖形的一般轉(zhuǎn)換　　5．2 3DS MAX中MAXScript腳本語言的語法基礎(chǔ)　　5．3 MAXScript操作場景對象　　5．4 MAXScript語言在模擬結(jié)構(gòu)工程中的編程應(yīng)用第二部分  可視化仿真的應(yīng)用實例　第6章  應(yīng)用實例一——壩陵河特大鋼桁橋梁可視化三維建模技術(shù)及工程詳圖　　6．1 壩陵河特大橋工程概況　　6．2 鋼桁橋梁結(jié)構(gòu)建模技術(shù)細(xì)節(jié)　　6．3 鋼桁架橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計與圖形處理技術(shù)　　6．4 三維結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)化為二維工程圖的處理技術(shù)　　6．5 三維模型與有限元結(jié)構(gòu)計算的結(jié)合與成果分析　　6．6 三維模型的信息存貯與數(shù)據(jù)庫的連結(jié)技術(shù)　　6．7 壩陵河特大大橋橋梁的仿真可視化分析　第7章  應(yīng)用實例二——北盤江特大橋梁仿真分析與虛擬現(xiàn)實模型及施工過程可視化　　7．1 北盤江特大鋼桁架橋梁工程概述　　7．2 北盤江大橋的虛擬現(xiàn)實模型介紹　　7．3 鋼構(gòu)橋梁運輸?shù)跹b過程中安全檢測的圖形分析　第8章  應(yīng)用實例三——矮寨特大鋼構(gòu)橋梁的工程動畫制作　　8．1 矮寨特大鋼桁橋梁概況　　8．2 矮寨特大鋼桁橋梁的CAD模型制作　　8．3 矮寨特大鋼桁梁懸索橋3I)SMAx模型制作　　8．4 矮寨特大鋼構(gòu)橋梁施工過程的動畫制作方案　　8．5 矮寨特大鋼桁橋梁工程動畫合成過程　　8．6 工程動畫的應(yīng)用效果　第9章  應(yīng)用實例四——落腳河水電站仿真分析與虛擬現(xiàn)實模型及施工過程可視化　　9．1 落腳河水電站工程概況　　9．2 落腳河水電站的虛擬現(xiàn)實模型介紹　　9．3 落腳河水電站施工過程的可視化仿真分析附錄

章節(jié)摘錄

　　面向?qū)ο蠓椒ǎ∣bject-0riented Method）是一種把面向?qū)ο蟮乃枷霊?yīng)用于軟件開發(fā)過程中，指導(dǎo)開發(fā)活動的系統(tǒng)方法，簡稱00方法，是建立在“對象”概念基礎(chǔ)上的方法學(xué)。對象是由數(shù)據(jù)和容許的操作組成的封裝體，與客觀實體有直接對應(yīng)關(guān)系，一個對象類定義了具有相似性質(zhì)的一組對象。所謂面向?qū)ο缶褪腔趯ο蟾拍?，以對象為中心，以類和繼承為構(gòu)造機制，來認(rèn)識、理解、刻畫客觀世界和設(shè)計、構(gòu)建相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。面向?qū)ο蠓椒ㄗ鳛橐环N新型的獨具優(yōu)越性的新方法正引起全世界越來越廣泛的關(guān)注和高度的重視，它被譽為“研究高技術(shù)的好方法”，更是當(dāng)前計算機界關(guān)心的重點?！　∶嫦?qū)ο蠹夹g(shù)泛指根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和自然科學(xué)原理而發(fā)展起來的各種工藝操作方法與技能；廣義地講，還包括相應(yīng)的生產(chǎn)工具和其他物質(zhì)設(shè)備，以及生產(chǎn)的工藝過程或作業(yè)程序、方法。OO方法是程序設(shè)計新范型、系統(tǒng)開發(fā)的新方法學(xué)，作為一門新技術(shù)它就有了基本的依據(jù)，事實上，OO方法可支持種類不同的系統(tǒng)開發(fā)地，已經(jīng)或正在許多方面得以應(yīng)用，因此，可以說00方法是一門新的技術(shù)——面向?qū)ο蠹夹g(shù)。

圖書封面

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