【正文】 LR??? （ ） 二維平面坐標(biāo)到三維空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化 設(shè)平面圓弧的圓心坐標(biāo)為 P： ,它的空間三維坐標(biāo)為 CP ,沿垂直于二維平面方向上的切線方位角為 ? ， 則二維坐標(biāo)系中圓弧上任一點(diǎn) ( , )Pxy 的三維坐標(biāo) 3P 為 3 3 3 3( , , ) ( c o s ( ) , s in ( ) , )22CP x y z P x y y????? ? ? ? ? ? （ 3） 隧道內(nèi)加寬點(diǎn)斷面的添加 由（ 1）知， 隧道初始所分樁號(hào)數(shù)組為 0 1 1, , , Nzh zh zh ???? 設(shè)加寬點(diǎn)樁號(hào)數(shù)組為 39。 其中編號(hào)字段中 1 代表半橢圓形 ,2 代表半圓形 ,\表示該字段為空 。 如果在施工前 ,可實(shí)現(xiàn)公路隧道的三維虛擬展示以及反饋等功能 ,將大大提高交通運(yùn)輸?shù)墓芾硇?。隧 道洞口 為端墻 式時(shí) ， 需計(jì)算洞口擋墻 （ 與隧道洞口位于同一平面的一個(gè)多邊形 ），獨(dú)立單洞和獨(dú)立雙洞的端墻相同 ， 是只包含一個(gè)隧道洞口的斜斷面 ， 而連拱雙洞的端墻則是包含左右兩個(gè)隧道洞口以及兩隧道之間倒角圓弧的斜斷面 。 隧道 可分為如下三種類型 ： 獨(dú)立單洞 ： 獨(dú)立一個(gè)洞的 隧道 設(shè)置形式 ； 獨(dú)立雙洞 ： 并行雙洞 之間 的距離較大 ， 在隧道設(shè)計(jì)施工中不必考慮雙洞相互影響的隧道設(shè)置形式 ； 連拱 隧道： 并行雙洞 之間 無中夾 巖柱 ， 拱部襯砌結(jié)構(gòu)通過中柱相連接的 隧道 設(shè)置形式 。 在建立模型時(shí) ， 我們期望的所有模型都是精確的 ， 但從系統(tǒng)和顯示角度來看 ， 這種完全的精確是不可能或是沒有必要的 。 三維建模的目的在于利用各種不同的信息源 ， 構(gòu)造出滿足系統(tǒng)目標(biāo)的模型 ， 它與已知現(xiàn)實(shí)世界對(duì)象的信息集合相對(duì)應(yīng) 。概括地說 ， 紋理貼圖操作包括 (如圖 ):對(duì)紋理的定義、控制、說明方式、定義坐標(biāo)等。無效的情況下 ,OpenGL 只對(duì) 當(dāng)前頂點(diǎn)映射當(dāng)前的顏色 ,省去光源、法向等復(fù)雜計(jì)算 ,圖形缺乏真實(shí)感。 漫射光 ， 來自特 定方向 ， 亮度與視點(diǎn)位置無關(guān)。因此 ， 設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)精度和代價(jià)充分考慮。如觀察一條筆直的馬路 ,， 邊界在很遠(yuǎn)處近似于交匯于一點(diǎn)。視點(diǎn)的變換除了用模型轉(zhuǎn)換命令執(zhí)行外 ， OpenGL 圖形庫(kù)中的 實(shí)用庫(kù) 也提供了 gluLookAt ()函數(shù)來定義視點(diǎn)矩陣 ， 并用它乘以當(dāng)前矩陣。 下面詳細(xì)介紹圖 中的各類變換功能。另 外 ， 計(jì)算機(jī)要需要將一個(gè)二維直角坐標(biāo)系定義在顯示屏上 ， 把處理后的模型體現(xiàn)于顯示器 ， 稱這個(gè)二維直角坐標(biāo)系為屏幕坐標(biāo)系 ， 取平行于屏幕邊緣的方向?yàn)槠渥鴺?biāo)軸方向 ， 取左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)。但第二類由于其對(duì)特殊領(lǐng)域的專用性使其靈活性低 ； 第三類是通用性較好的基于數(shù)據(jù)流的開放性軟件 ， 但模塊的限制使其難以應(yīng)用于眾多領(lǐng)域 ， 如 AVS 和 IRIS Explorer 等。 （ 4） 令 1kkaa? ? ， 1kkb ?? ? ， 1kk??? ? ， 1 1 1 2( )k k k ka b a? ? ? ? ?? ? ?，計(jì)算1()kf ?? ，令 k=k+1，轉(zhuǎn)（ 2）。 （ a） 設(shè)在第 k 次迭代時(shí)有 ( ) ( )kkff??? ，則有 ? ? ? ?11,k k k ka b a ??? ? 。任取點(diǎn)? ?,c d a b?? ，則有 （ a） 如果 ( ) ( )f c f d? ，則 ? ?,x cb? ； 隧道三維建模技術(shù) 的研究 共 42 頁(yè) 第 11 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ b） 如果 ( ) ( )f c f d? ，則 ? ?,x ad? 。 特殊地 ， 當(dāng) n=k 時(shí)， k 次 NURBS 曲線就稱為 k 次有理貝齊爾曲線 。 B樣條方法 非均勻有理 B 樣條 (NonUniform Rational BSpline)方法 ， 簡(jiǎn)稱 NURBS 方法 ， 采用分子分母分別是分段參數(shù)多項(xiàng)式與分段多項(xiàng)式函數(shù)的分式表示 ， 是有理的 。由中國(guó)科學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)及勝利油田聯(lián)合研制了復(fù)雜地質(zhì)體 深度成像軟件(Complex Geologic object Depth Imaging Software， CGOD)， 它提出了一種有效的方法使利用 AVS (Advanced Visual Systems)軟件實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用程序的集成成為可能 ； 天津大學(xué)鐘登華教授開發(fā)研制了 VisualGeo， 即水利水電工程地質(zhì)建模與分析系統(tǒng) ， 其思想是建立在 NURBS 曲面構(gòu)模技術(shù)上 ， 用它擬合具有復(fù)雜構(gòu)造的地質(zhì)曲面 ， 該系統(tǒng)在 隧道三維建模技術(shù) 的研究 共 42 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 溪洛渡、龍灘、白鶴灘等大型水利水電工程中得以應(yīng)用 ： 華北油田的 KDSYS 系統(tǒng)具有使用界面友好靈活 ， 適應(yīng)我國(guó)獨(dú) 特的地質(zhì)情況。以 Simon W． Houlding 為代表，《三維地學(xué)建模：地質(zhì)特征描 述的計(jì)算機(jī)技術(shù)》一書中充分反映了他的研究成果。 三維地質(zhì)建模 ， 就是將地質(zhì) ， 測(cè)井 ， 地球物理資料和各種解釋結(jié)果或者概念模型綜合在一起 ， 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù) ， 在三維環(huán)境下將空間信息、地質(zhì)信息等結(jié)合圖形可視化軟件等工具 ， 生成三維定量模型。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) (Computer Simulation Technology)是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型 ， 并在某些實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的一門綜合性技術(shù) 。s plex diversity of tunnel design, construction, form, construct mode, is developed based on expressions of the traditional 2D maps and mockups. How to achieve a 3D visual model of the geological model, tunnel model, and analysis of the geology, can not be ignored in the railway construction. In this paper, we obtain the threedimensional simulation of the tunnel by use of the VC++ development platform and OpenGL software interface. While the system is running, the 3D railway tunnel model, it is effective for the geological resource data management, 3D automatic modeling,3Dvisualization and spatial analysis, the building of 3D visualization railway tunnel model demonstrate the design intent of the engineering staff, provide a valuable guiding significance on the subsequent construction, management, operation and have high practical value. KEY WORDS: Railway tunnel,3D modeling, OpenGL, Spatial analysis 隧道三維建模技術(shù) 的研究 共 42 頁(yè) 第 3 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目 錄 目錄 摘 要 .............................................................................................................................. 1 第一章 緒論 ................................................................................................................ 5 研究背景及意義 .............................................................................................. 5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 6 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................................... 6 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ....................................................................................... 7 研究?jī)?nèi)容 .......................................................................................................... 8 第二章 隧道三維建模的理論基礎(chǔ) ............................................................................ 9 非均勻有理 B 樣條方法 ................................................................................. 9 黃金分割法 .................................................................................................... 10 單峰函數(shù) ............................................................................................. 10 三維顯示技術(shù) ................................................................................................ 12 坐標(biāo)系統(tǒng) ............................................................................................. 13 OpenGL 變換 ...................................................................................... 13 OpenGL 光照 ...................................................................................... 15 OpenGL 紋理貼圖 .............................................................................. 16 第三章 隧道三維仿真建模 ...................................................................................... 18 隧道三維仿真系統(tǒng)場(chǎng)景的建模原則 ............................................................ 18 隧道建模分析 ............