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正文內(nèi)容

外文翻譯----空氣污染的虛擬現(xiàn)實(shí)模型-資料下載頁(yè)

2025-05-12 11:24本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】AdoptingopenGL,VRML,Direct3Disthe1st。"And

  

【正文】 塊的軟件用于互聯(lián)網(wǎng),那些軟件能夠進(jìn)入虛擬世界并觀察它、甚至是很好的控制它。多虧這些事實(shí), 3D建模的應(yīng)用領(lǐng)域按著預(yù)期發(fā)展。 這篇論文的目標(biāo)是使用 Matlab系統(tǒng)來(lái) 對(duì) 捷克共和國(guó)空氣污染等級(jí)的三維模型 進(jìn)行處理,并且使用虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ) 言作為最終的表現(xiàn)形式 。 2 背景 虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的創(chuàng)建一般有兩種途徑:第 1種是采用 openGL, VRML,Direct3D等語(yǔ)言創(chuàng)建,對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員來(lái)說(shuō),利用 OpenGL編寫出復(fù)雜的三維應(yīng)用無(wú)疑是一個(gè)挑戰(zhàn)。 VRML語(yǔ)言雖然本身編寫起來(lái)非常簡(jiǎn)單,但這種語(yǔ)言功能較弱,而且在處理復(fù)雜的進(jìn)程方面顯得力不從心,與其它高級(jí)語(yǔ)言的連接也不夠方便。 Direct3D是微軟公司推出的三維圖形編程 API,它主要應(yīng)用于三維游戲的編程,需要編程人員具有較高的 C++等高級(jí)語(yǔ)言的編程功底,因而也難以普及。因此,通過(guò)這種途徑創(chuàng)建虛擬 現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景需要有較好的編程能力,同時(shí)需要熟悉某種語(yǔ)言,適合于專業(yè)的開發(fā)人員;第 2種方法是采用某種虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境創(chuàng)建工具來(lái)創(chuàng)建,這種工具基于某種語(yǔ)言和開發(fā)平臺(tái),為用戶提供一個(gè)避開復(fù)雜編程過(guò)程和語(yǔ)言規(guī)范來(lái)創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的有效途徑,這類工具目前已有一些試驗(yàn)系統(tǒng)被報(bào)告 ?“而且大多數(shù)是基于 VRML的。但無(wú)論基于哪種平臺(tái),從技術(shù)上看都還不成熟,尚有較多問(wèn)題需要解決。 3 現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的描述 捷克共和國(guó)的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)( AIM)的大概 100多個(gè)測(cè)量站 會(huì) 定期 提供被選中的 大氣的組成成分的測(cè)量 數(shù)據(jù) ,檢驗(yàn)檢測(cè)污染物質(zhì)的濃度,每個(gè)站點(diǎn)每隔 30分鐘 檢測(cè)一次 ,持續(xù)一年。通過(guò)這些數(shù)據(jù), 使用插值方法 查看捷克共和國(guó)的全境的數(shù)據(jù),就可以在 某個(gè) 準(zhǔn)確的地點(diǎn)看到 當(dāng)?shù)?空氣污染的等級(jí)。通過(guò)圖表展現(xiàn)出插值的結(jié)果會(huì)比想象出來(lái)的更快且更清晰。他們也可被用來(lái)與 NOAA的衛(wèi)星觀測(cè)和粉塵在空氣中的濃度平行進(jìn)行對(duì)比。在這一年時(shí)間中的一系列代表著從觀測(cè)站取得的污染物的濃度的結(jié)果由在布拉格的捷克水文研究所提供。圖 1地點(diǎn)的數(shù)據(jù)是通過(guò)對(duì)淘汰了的測(cè)量值 進(jìn)行 補(bǔ)償而得的。 4 二維插值方法 使用 各種插值法都可以計(jì)算出 正交網(wǎng)上沒(méi)有被測(cè)量的點(diǎn)的污染。對(duì)這些問(wèn)題的描述和對(duì)比已經(jīng)在圖 [4]中表現(xiàn)出來(lái)了。它可以使用最簡(jiǎn)單的第 0序列 最鄰近的方式是插入并找到有相同值的附近的站點(diǎn)。 Voronoi圖【 1】限制了 范圍 邊界。圖 1里 關(guān)于 Delaunay三角形方法被用在高階插值中(雙線性,立方 體,線條)。一個(gè)被選的方式應(yīng)用在正交網(wǎng)上經(jīng)度和緯度上列出的計(jì)算 的濃度值的結(jié)果。 而 三維模型代表著這些結(jié)果的一個(gè)自然演示。 5 在 Matlab系統(tǒng) 和虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言環(huán)境下的三維模型 樣條插值法已經(jīng)應(yīng)用到數(shù)據(jù)為 PM10(特殊材料到 10‘u’m)的測(cè)量, 在一個(gè)特定的時(shí)間里的 捷克共和國(guó)的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。該算法意味著在 Matlab R12系統(tǒng)提供的空氣污染的模型結(jié)果在圖 2中被展示。 虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱已經(jīng)用來(lái)建立 VRML (.wrl)文件了。用任何文本編輯器編輯這個(gè) VRML (.wrl) 的程序都必須謹(jǐn)慎的按照下面的要求來(lái)創(chuàng)建 VRML文件。 1. 坐標(biāo)系統(tǒng):無(wú)論是 Matlab系統(tǒng)還是虛擬建模語(yǔ)言都是用右側(cè)的直角坐標(biāo)系,但是是 按照 像圖 3一樣的按 X軸旋轉(zhuǎn)。 :雖然在 Matlab環(huán)境下有可能用任何的系統(tǒng)單位,但虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的長(zhǎng)度值 一般 用米,角度 一般 用弧度 , 而時(shí)間 一般 用秒。 :只要使用 DEF關(guān)鍵字的節(jié)點(diǎn)便可連通那些來(lái)自 Matlab和它的虛擬工具箱里的一組 VRML節(jié)點(diǎn)與虛擬世界。 記下這些規(guī)則便可以導(dǎo)出一個(gè)在 Matlab環(huán)境中被創(chuàng)建的 3D模型,并用簡(jiǎn)單的 VRML命令 (操作 ,文件名 )使網(wǎng)孔或表面命令 VRML環(huán)境啟動(dòng)視圖。在 Matlab系統(tǒng) 中被定義的,用相對(duì)不變的手法得出的物體屬性也是這樣被譯成 VRML節(jié)點(diǎn)參數(shù)。 作為例子,它可能假設(shè)坐標(biāo)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)層次轉(zhuǎn)換的一部分。在VRML環(huán)境中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)必須分別在其坐標(biāo)軸 X,Y,Z中被提出。相反的基于Matlab允許在沒(méi)有 Z軸的情況下繪制模型。用其它節(jié)點(diǎn)可以組成更多模型)。給節(jié)點(diǎn) 命名允許之后的 VRML節(jié)點(diǎn)參數(shù)的修正, Matlab 環(huán)境下 VRML程序節(jié)點(diǎn)參數(shù)必須在 .wrl文件中被定義。 圖 4中的空氣污染的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言模型被網(wǎng)景的領(lǐng)航員瀏覽器 本和被推薦的記錄插件組 Blaxxun Contact v. 。這使得使用這個(gè)軟件工具成為可能。 觀察虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言模型 經(jīng)過(guò)之前便被定義的觀測(cè)點(diǎn) 在模型中改變移動(dòng)方式 其他的可能包括通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱控制虛擬的世界。 6 總結(jié) 被展示 出來(lái) 的虛擬模型 給我們 提供一 個(gè) 觀察捷克共和國(guó)空氣污染情況的可能。 我們可以非常容易 的把這 個(gè)模型放到網(wǎng)頁(yè)里 。盡管虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言不能夠靠它本身解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,但它能夠 非常高效率的用來(lái)通過(guò) Matlab系統(tǒng) 和Simulink環(huán)境去接收 信息或創(chuàng)建一個(gè)栩栩如生的三維環(huán)境 這篇論文概述了 作者 最初 關(guān)于 使用 虛擬現(xiàn)實(shí)工具的經(jīng)驗(yàn),并推測(cè)將來(lái)這個(gè) 模型將有進(jìn)一步的發(fā)展 空間。作為例子, 可能提及 的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)可以看到 空氣污染的時(shí)間發(fā)展 變化 。 被提到 的應(yīng)用程序包括空氣污染的三維模型和基于三維磁共振的生物醫(yī)學(xué)模型。在這兩種情況下,可視化 與 動(dòng)畫是很有用的。
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