高速列車虛擬仿真中三維特效的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著高速鐵路和虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展，使虛擬仿真技術(shù)在高速鐵路上的運用成為可能。它把高速鐵路的設(shè)計和建設(shè)在計算機環(huán)境中用虛擬仿真技術(shù)模擬出來，不僅能在設(shè)計時看到實際的建設(shè)仿真效果，還能在評估時看到高速鐵路理想的運營環(huán)境，并能在實際建設(shè)時提供可視化參考等等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)和高速鐵路技術(shù)的結(jié)合，對高速鐵路的發(fā)展具有重要意義。
　　 本文在一個高速列車虛擬仿真場景中，運用粒子系統(tǒng)，實現(xiàn)了表現(xiàn)受電弓和接觸網(wǎng)關(guān)系的電火花模型和模擬真實列車運行時

2、的雨雪效果。研究了已有的三維陰影算法，實現(xiàn)了適合于該仿真場景的陰影特效，增強了仿真場景中的真實感。
　　 論文根據(jù)粒子系統(tǒng)理論和電火花以及雨雪效果的特點，設(shè)計了適用于電火花和雨雪效果通用的粒子系統(tǒng)框架。在此框架下，根據(jù)電火花、雨、雪的不同特征，分別實現(xiàn)了電火花特效和雨雪特效。利用多紋理混合技術(shù)，實現(xiàn)了雨天下高速列車擋風(fēng)玻璃的模擬。三維陰影技術(shù)近年來也是虛擬現(xiàn)實中研究的熱點之一，它能使虛擬仿真場景更具有真實感。不同的陰影生成技術(shù)其

3、真實感也會不同。陰影越逼真，其計算量越大，耗費的系統(tǒng)資源也越多。本文選擇了一種計算量相對較小，且視覺效果能接受的陰影算法加入到該高速列車虛擬仿真場景中。本文的粒子系統(tǒng)框架和三維陰影的實現(xiàn)都是基于微軟的XNA，并以Microsoft Visual Studio C#2008為開發(fā)工具設(shè)計并實現(xiàn)的。本文所研究的電火花，雨雪天氣效果和陰影特效，不僅能增強高速列車虛擬仿真場景的真實感，還能表達出高速列車模擬運行時的一些現(xiàn)象，如電火花的產(chǎn)生能表達