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高速列车三维景观运行仿真系统设计和实现
| 论文题名： | 高速列车三维景观运行仿真系统设计和实现 |
| 关键词： | 高速列车;三维仿真;接口函数;天气环境;LOD算法 |
| 摘要： | 随着高速铁路在我国的迅速兴起，有关高铁的软件应用大量出现。为直观表现列车运行过程，研制相应的运行环境三维模拟的硬件设备和人机交互接口，研究外界环境因素，通过设定的仿真场景（雨、雪、坡度、曲线、灯光、地形等），实时计算环境对列车运行的影响，转化成列车仿真设备的影响因数，从而更逼真的仿真现实中的列车运行状况。开发三维场景显示功能，实现不同车型、不同线路条件、不同天气条件等的模拟，为用户提供丰富的场景显示;为系统效能评估提供直观依据。因此，本文以高速铁路仿真运行系统为依托，对高速列车三维运行仿真系统进行了研究，主要内容包括:高速列车三维运行仿真系统需求详细分析;高速列车三维运行仿真系统功能可行性分析与模块划分;高速列车三维运行仿真系统设计实现及优化和系统测试。 首先，本文对高速列车三维景观运行仿真系统需求进行了详细调研分析，完成了高速列车三维运行仿真系统功能可行性分析与实现等一系列工作。在此基础上，建立了高速列车三维运行仿真系统的各模块功能需求和整体设计实现及优化。然后，对系统各个主要涉及模块设计的技术及算法进行了详细的研究。在线路文件处理中，读取线路文件过程中应用到ADO技术，使用ADO提供的函数接口实现对Access数据库的连接和访问。在不同地形加载部分，主要运用LOD算法实现了根据列车运行的位置动态加载地形的功能，使用该算法使地形加载具有较高的效率，同时加载效果不会改变。且从模型库中加载文件时，使用Direct3D提供的接口函数对已加载到内存中的模型进行3种方式的优化，分别为:网格模型优化，层次细节优化和增强网格优化，提高了模型渲染速度，优化了模型的视觉效果。取得了较好的效果。在场景模块中，我们加入了粒子系统以实现雨天的天气环境，在粒子系统实现过程中加入了一些透明和半透明处理。在显示时，雨粒子的外观、下落速度、粒子密度等均能接近真实的场景。 最后，本文在上述算法研究的基础上，设计实现和优化了高速列车运行三维仿真系统，阐述了系统实现的重要细节，并对进一步的工作进行了展望。 |
| 作者： | 李丽 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 徐怀宇;郑刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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