【正文】 四邊形的4個頂點由數(shù)組中的相鄰4個點決定，并按照逆時針的順序進行繪制；用戶提供的點不止4個時，將嘗試繼續(xù)繪制新的四邊形QUADS_ STRIPGL_ QUADS_ STRIP繪制多段四邊形條帶?！ㄟ^這些類以及代碼的實現(xiàn)我們就能繪制出這個真實富有色彩的三維虛擬儀表的背景模板——扁平長方體平板了，這個平板不僅富有真實感，有棱有角，好看，還能朝著不同的方向轉(zhuǎn)動和從各個不同的角度觀看以及放大和縮小，運行效果如圖511所示。圖58 osg：：Material關系繼承圖設置顏色則比較簡單，我們只需建立一個顏色數(shù)組即可，然后對長方體的每個頂點設置它的顏色就行了。用于設置三維問題的OSG屬性類Texture3D如表56所示。其中which參數(shù)可以選擇MIN_FILTER或者MAG_FILTER，filter參數(shù)可以選擇LINEAR等多種濾波方案void setResizeNonPowerOfTwoHint（bool）bool getsetResizeNonPowerOfTwoHint（）const設置/獲取是否自動轉(zhuǎn)換紋理圖片尺寸到2的冪次方Void InternalFormatMod（InternalForMode）InternalFormatMode get InternalFormatMode（）const設置/獲取紋理的內(nèi)部壓縮方式void setInternalFormat（Glint）Glint getInternalFormat（）const設置紋理內(nèi)部給事，僅在壓縮方式為USE_USER_DEFINED_FORMAT時有效void setSourceFormat（GLenum）GLenum getSourceFormat（）const設置/獲取紋理圖像源的數(shù)據(jù)格式void setSourceType（GLenum）GLenum getSourceType（）const設置/獲取紋理圖像源的數(shù)據(jù)類型續(xù)表void setImage（unsigned int face，Image*）Image* getImage（unsigned int face）虛函數(shù)。osg：：ShapeDrawable關系繼承如圖52所示。這樣我們就建立好了刻度表的模型了。這樣一個完整的三維虛擬儀表的三維模型就建立好了。接下來我們打開“項目屬性在當前工程版本中（我使用的是Release版）選中配置屬性C/C++常規(guī)”，在“附加包含目錄”中填入“$(OSGDIR)\include”,如圖29所示。面向?qū)ο蟮脑O計思想是在原來結構化的程序設計方法基礎上實現(xiàn)的一個質(zhì)的飛躍，完美地的體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮母鞣N特性。同時Visual Studio 2008支持項目模板、部署程序和調(diào)試器。OpenSceneGraph經(jīng)歷了很多開發(fā)成員的反復檢查、檢測和完善，其核心代碼支持多種場景的裁減技術（Culling）、渲染狀態(tài)排序（State Sort）、細節(jié)層次節(jié)點（LOD）、顯示列表、頂點數(shù)組、VBO（Vertex Buffer Object）、FBO（Frame Buffer Object）、PBO（Pixel Buffer Object）、OpenGL著色語言等；以及粒子系統(tǒng)，文字顯示，陰影系統(tǒng)，雨、火焰、煙霧、雪等特效模擬，多線程渲染、場景的動態(tài)調(diào)節(jié)等各種機制。此外，OpenSceneGraph是一個開源的并且高性能的三維圖形渲染引擎，基于修改過的LGPL協(xié)議（OSGPL）免費發(fā)布，廣泛用于游戲、視覺的仿真、虛擬現(xiàn)實、科學可視化和建模等領域的應用。 第3章 基于三維虛擬儀表的需求分析第4章 主要介紹三維虛擬儀表的概要設計第5章 主要介紹三維虛擬儀表的詳細設計，其中包括刻度表指針旋轉(zhuǎn)、坐標系曲線圖的繪制等具體功能的實現(xiàn)。根據(jù)我國的國情，制定了開展三維虛擬仿真技術的研究。四是進行指揮員訓練。大量運用了面向座艙的飛行模擬技術。三維仿真技術卻可以讓我們能隨意在三維的數(shù)字化城市里沿著街道行走，在觀察兩邊建筑的同時，隨意停留下來對重點規(guī)劃地段進行各種規(guī)劃方案的探討,我們可以實時地可交互地從各種視角，從各種高度來觀察這一新古典主義風格的建筑，以及他同周邊環(huán)境的關系。然而，如果不能對三維虛擬儀表的原理、功能和設計進行深入研究分析，三維虛擬儀表的功能和應用領域?qū)蟠蟮氖艿较拗?。所以該論文主要分析三維儀表的原理，并在此基礎上分析和設計三維虛擬儀表。 其次，我們所關心的問題是，我們對重點建筑的立面改造或一些新建筑的裝修，行道樹種的種植或選擇，街燈的樣式選擇，綠地文化景觀的設計和布置等都可以實時地交互進行，更改和替換的過程與結果展示時間是分鐘級的而不是天或幾天的概念，也許這是建筑規(guī)劃師們的夢寐以求的，如右圖就是同一建筑物的兩種方案，我們可以隨意切換，來比較各自的效果，然后選擇最佳的設計方案，這也是三維仿真技術優(yōu)勢的重要體現(xiàn)。對哈勃太空望遠鏡的仿真。 日本的研究狀況 在當前實用虛擬現(xiàn)實技術的研究與開發(fā)中日本是居于領先地位的國家之一，主要致力于建立大規(guī)模三維虛擬仿真技術知識庫的研究。九五規(guī)劃、國家自然科學基金委、國家高技術研究發(fā)展計劃等都把三維虛擬仿真技術列入了研究項目。第2章 三維虛擬儀表的相關知識 三維虛擬儀表的發(fā)展史現(xiàn)代儀器儀表技術室計算機技術和多重基礎學科今夕結合的產(chǎn)物，伴隨著計算機技術的發(fā)展，新方法、新理論、新領域、新儀器結構相繼涌現(xiàn)，電子測量儀器的功能和作用也隨之發(fā)生劇變。用具有工業(yè)標準的OpenGL為底層平臺，使用具有可移植性的ANSI C++編寫而成。（3）可擴展性。Visual Studio 2008可以高效開發(fā)Web應用，集成了AJAX ，包含AJAX項目模板，它還可以高效開發(fā)Office應用和Mobile應用。是目前使用非常廣泛的面向?qū)ο蟪绦蛘Z言。圖27 圖28 文本編輯器配置示意圖圖29 頭文件目錄配置示意圖最后打開“配置屬性鏈接器常規(guī)”，在“附加庫目錄”欄中填入“$(OSGDIR)\lib”并在“配置屬性鏈接器輸入”的“附加依賴項”中添加“、如圖210所示。在顯示生活中效果圖如31所示。 坐標系 在建立好扁平長方體平板和刻度表的三維模型后，我們該在背景模板的右方生成坐標系模型了，生成坐標系模型的方法與生成指針模型的方法一樣，我們可以講坐標系看成是由兩條相互垂直相交的線段，每條線段則是由兩個頂點用線連接起來生成的，所以，同樣的方式，我們就可以生成坐標系的模型了。在osg：：ShapeDrawable類的構造函數(shù)中提供了關聯(lián)osg：：Shape的方法：ShapeDrawable（Shape* shape，TessellationHints *hints=0）//第一個參數(shù)為shape，第二個參數(shù)默認下不細化同時，由于它繼承自osg：：Drawable類，所以它的實例需要被添加到葉節(jié)點中才能被實例繪制。設置/獲取某個面的紋理圖像Unsigned int getNumImages（）const虛函數(shù)。表56 三維紋理的設置OSG成員方法描述Texture3D對象紋理的類型標識由Image對象的明細層次決定紋理數(shù)據(jù)分辨率的明細層次Texture：：setInternalFormat（GLint）紋素中的數(shù)據(jù)分量個數(shù)，取值14的整數(shù)或者其他枚舉常量Texture3D：：setTextureWidth（int）紋理的寬度Texture3D：：setTextureHeight（int）紋理的高度Texture3D：： setTextureDepth（int）紋理的深度Texture：：setBorderWidth（GLint）紋理邊框的厚度Image：：setPixelFormat（GLenum）圖像像素的表達格式，例如GL_RGBAImage：：setDataType（GLenum）圖像像素個分量的數(shù)據(jù)類型，例如：GL_BYTE三維紋理要求紋理的寬度、高度和深度均為2 的冪次方個紋素。設置紋理則相對復雜些，它需要讀入一張圖片，這張圖片則是我們要設置的紋理，并且需要用到texture2D類和StateSet類。圖511 運行效果圖 三維虛擬儀表刻度表的繪制 繪制刻度表的流程圖如圖512所示。第一段四邊形的起始邊由數(shù)組中的前兩個點決定，邊的矢量方向由這兩點的延伸方向決定；起始邊的對邊由其后的兩個點決定，如果起始邊和對邊的矢量方向不同，那么四邊形將會扭曲；其余段四邊形的繪制，起始邊由上一段決定，其對邊由隨后的兩點及其延伸方向決定POLYGONGL_POLYGON繪制任意多邊形，根據(jù)用戶提供的頂點的數(shù)量繪制凸多邊形 根據(jù)這個表我們就知道該用LINES_STRIP這種方法繪制多段直線條帶，即繪制外圓，然后定義一個角度angle，使之變化到對應的角度，在對應的地方繪制頂點，關鍵實現(xiàn)代碼如下： ……osg::ref_ptrosg::Vec3Array vertices = new osg::Vec3Array(101)。第一段三角形的3個頂點由數(shù)組中的前3個點決定，其余段三角形的繪制，起始邊由整個數(shù)組的第一點和上一段三角形的最后一個點決定，第三點由數(shù)組中隨后的一點決定QUADSGL_ QUADS繪制四邊形。 geodegetOrCreateStateSet()setTextureAttributeAndModes(0,(),osg::StateAttribute::ON)。設置材質(zhì)我們要用到Material類，它的繼承關系如圖58所示。三維紋理會耗費大量的系統(tǒng)資源。其中which參數(shù)可以選擇3個紋理坐標軸（WARP_S、WARP_R）；wrap參數(shù)可以選擇CLAMP等多種邊界截取方案void setFilter（FilterParameter which，F(xiàn)ilterMode wrap）FilterMode getFilter（FilterParameter which）const設置/獲取紋理濾波方式。剛剛我們講到OSG中內(nèi)嵌了很多預定義的幾何體，如果渲染這些內(nèi)嵌幾何體，就必須將其與osg：：Drawable關聯(lián)，而實際應用中，可以使用osg：：Drawable類的派生類osg：：ShapeDrawable來完成這個功能。 首先生成刻度表的外圓，我們可以將它看成是許許多多的點圍起來的一個點圓，然后用線將這些相鄰的點連接起來就成為了一個圓，而外圓內(nèi)側的度量刻度則可以看成一根根短的線段，而每一根線段是由線段的兩個端點用線連接起來而成的，這樣我們就可以很快的生成外圓和外圓內(nèi)側的度量刻度模型，在生成這兩個模型后，生成指針模型就很容易了，因為指針我們也可以看成是由一條線段的兩個端點連接起來的一條線段。在這個扁平的長方體平板的左邊，我們將繪制刻度表（外圓，度量刻度，指針），在它的右邊繪制二維坐標系（坐標系和數(shù)據(jù)變化曲線圖），在它的下方顯示數(shù)字的動態(tài)更新。接下來我們要進入Microsoft Visual Studio 2008新建一個Win32 Console Application，之后對工程環(huán)境進行配置，首先打開工具選項文本編輯器文件擴展名里把“將無擴展文文件映射到”這一欄選中“Microsoft Visual C++”并打上勾，如圖28所示。憑借其獨特的語言機制在計算機科學的各種領域中得到了廣泛的應用。設計器中可以實時反映變更,XAML中的智能感知功能可以提高開發(fā)效率。（2）高品質(zhì)、高性能。所以我們需要在程序中實現(xiàn)一個虛擬三維虛擬場景，而OpenSceneGraph可以很方便的為我們創(chuàng)建一個三維場景模型，還有其封裝好的類和庫為我們的研究提供了便利的條件，并且它里面osg::Drawable類為我們提供的繪制圖元的方法都很容易操作和掌握，為我們提供了很多便利條件。第2章 主要介紹三維虛擬儀表的發(fā)展史，開發(fā)三維虛擬儀表常用工具，OpenSceneGraph的簡單介紹以及我選擇OpenSceneGraph來做本次課題的緣由。 我國三維虛擬仿真技術的研究現(xiàn)狀 和一些發(fā)達國家相比，我國三維虛擬仿真技術還有一定的差距，但已引起政府有關部門和科學家們的高度重視。三是實施諸軍兵種聯(lián)合演習。在約翰遜空間中心完成空間站操縱的實時仿真。傳統(tǒng)的三維動畫技術對于實際的規(guī)劃而言并不是很理想，如規(guī)劃師想換個視覺角度或者換個高度來觀察具體的規(guī)劃成果，動畫就不能滿足這個簡單的要求。 論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共16周）第一部分 理解畢業(yè)設計任務，查閱文獻資料、學習開發(fā)工具、開題 (2 周)第二部分 開發(fā)環(huán)境搭建學習、設計任務分析與概要設計 (4 周)第三部分 詳細設計 (3 周)第四部分 程序編碼與測試 (4 周) 第五部分 撰寫畢業(yè)設計論文及修改 (3 周)評閱及答辯 論文評閱，答辯演示程序準備、演示講稿準備，答辯 (1 周)備 注 按規(guī)定提交論文、源程序、安裝程序、設計文檔、畢業(yè)設計光盤 指導教師： 年 月 日審 批 人： 年 月