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'第!"卷第!期水利水电科技进展!##"年"月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!()*+技术在水工建筑物设计中的应用胡新根，殷佩生（河海大学交通与海洋工程学院，江苏南京!$##%,）摘要：应用()*+虚拟现实技术构建基于交互式虚拟环境的水工建筑物的浏览系统，提出了在-./01-2环境下建立三维模型，在324*-5环境下加入渲染效果，建立逼真虚拟原型，在()*+建立的虚拟场景中进行实时交互浏览的基本思路’关键词：()*+；可视化；三维模型；虚拟环境；水工建筑物中图分类号：6(3$"文献标识码：7文章编号：$##8!&8"（&!##"）#!!##9$!#3随着网络技术的普及和计算机性能的提高，人设备有数据手套、触觉和力反馈装置、力学反馈手套们对二维非交互方式的设计、计算及浏览越来越不及1-(>显示设备等［$］’对于普通的个人机用户可满足，希望能通过三维多媒体的方式表达设计思想’以选用功能较强的()*+浏览器’虚拟环境的开发虚拟现实技术是人们实现这一目的一种良好工具’途径主要有以下三种［9］："()*+语言编写：利用虚拟现实技术提供了一种全新的人机交互方式，用()*+语言进行编程，利用函数定义场景中的对象；户通过它可以以自然的方式与虚拟世界中的对象进#造型软件生成法：利用1-2软件创建三维模型，行交互操作’在324*-5软件中加以渲染，建立复杂逼真的虚拟虚拟现实技术在航空航天、机械工程设计等领原型，然后在()*+建立的虚拟场景中进行交互式域都有着广泛的应用，并取得了良好进展’由于水工浏览；$以?6@为开发工具构建虚拟现实系统’建筑物设计的特殊性以及许多设计条件的不可预测!’"()*+的特点和描述，设计模型的建立比较困难，虚拟现实技术在()*+语言是描述虚拟现实场景的一种标准，该领域的应用远滞后于机械、建筑等行业’本文通过它定义了三维应用系统中常用的语言描述：层次变码头结构设计中()*+技术的应用，对水工建筑物换、视点、几何、动画、材料特征和纹理映射等，并且设计中应用虚拟现实技术作一些探讨’有简单行为特征描述功能［!］’设计()*+的一个主要目标就是使它成为虚拟现实系统或在其组成部分!()*+技术间建立有效的三维数据文件交换格式，并且虚拟现()*+技术是一种完全虚拟现实的三维空间描实系统或其组成部分可分布在网络的不同计算机述技术，其最大特点是可以实现对设定的模型和场上’如今网络开发语言越来越多，如A6*+，5*+，景进行实时渲染与实时交互的功能，从而制造出效-B/CD<5等，相比之下()*+不但能够生成动态的页果极为丰富的造型和场景，使设计者具有身临其境面，且交互性很强，而且在()*+中可嵌入EFDF，的感觉’利用()*+，我们可以浏览设计的结构物，EFDF4B=CG/等脚本语言使虚拟场景更丰富’由于以达到设计的最佳效果；还可以在:;/<=;?中可以实现虚拟场景的实时浏览机、车辆、堆场、仓库、背景等，完整的虚拟场景结构和虚拟场景预设动画演示&)*+,的动画效果主要及浏览如图’和图(所示&以时间传感器（7$@%9%"932）和各种插补器节点实现关键帧动画，其基本原理是：驱动动画效果的时间传感器给出时钟，根据这个时钟的输出，驱动虚拟场景中的各种插补器节点，通过插补器节点设置，)*+,浏览器根据线性插值方法完成整个动画过程［A］&下面是单击鼠标使场景旋转的一段动作程序：图’场景结构BCD+.7349/%"%2EF2."9G32@｛｝H定义场景节点BCDFIF34/8I%"932｛｝H定义“接触感应器”节点BCDJ#3/0F$@%I%"932｛｝H定义“时间传感器”节点BCDK-3L6.78M2$%"7.7$3"!"7%263#.732｛｝H定义空间旋转参数*MNFCFI&$9O/7$:%FMJ#3/0&9%7P%".-#%5*MNFCJ#3/0&G2./7$3"P/8."1%FMK-3L6.78&9%7PG2./7$3"*MNFCK-3L6.78&:.#4%P/8."1%FM+.7349/%"%2E&9%7P237.7$3"仅通过生成动画的节点构造的虚拟环境只能实现一些简单的运动，要实现在虚拟场景中的复杂运图(场景浏览动，需要通过脚本程序来实现&可以利用Q.:.或!&"场景效果Q.:.I/2$6语言来设计程序脚本实现动画，关于运动)*+,技术可以利用简单语法生成动态的、交互的计算和控制均可由Q.:.实现，使用户可以方便地性强的虚拟场景，以满足浏览者的视觉、听觉、触觉感修改和控制运动路径，也有利于共享不同场合下的受的虚拟世界&可以利用)*+,提供的场景优化节点运动信息&创建个性化的虚拟场景&在)*+,中场景优化节点有#结语空间背景（-./01234"5）节点、光源（63$"7#$187）节点、声音（.45$3/#$6或934"5）节点、空间视点控制（:$%;63$"7）)*+,技术为建立虚拟场景提供了良好的规节点等［<］&图=为高桩码头场景中加入适当光源，并范，利用)*+,技术生成的场景逼真，给人以真实以不同视点观察码头下部结构的不同情形&感&通过)*+,语言提供的各种节点可以实现工程建筑场景的虚拟，并且实现实时浏览和动画演示&本文对此作了初步的探讨，为码头结构设计提供了一种直观、有形的三维设计解决方案，可对码头结构设计中梁板布置、桩基的空间布局评价以及诸如检查是否存在碰桩问题等提供帮助&参考文献：［R］陈定方，罗亚波&虚拟设计［+］&北京：机械工业出版社，