分析,而且还能进行定量分析,达到安全可靠、技术可行、经济合理的目的。
1虚拟环境建模
根据虚拟环境建模所采用的对象、工具不同,生成虚拟环境的目的不同,虚拟环境建模方法大体可分为基于图像和基于景物几何两大类。基于图像的虚拟环境建模方法是以虚拟景观浏览为目的,针对现实世界已经存在的客观对象,用专用用景摄影机或者普通照相机拍摄的照片等为素材,利用图像数字化变形技术,在计算机上生成与实际视觉效果相一致的虚拟世界,简言之即实物虚化。该方法须采用图像透视变换、图像拼合、图像变形、图像合成与裁剪等技术,用二维图像锚述三维世界。与几何模型场景的真实感图形生成算法相比,其计算量较小,也不受场景复杂度的限制,且对硬件的要求也不及几何建模那样高,还可以在微机上实现。
在建模之初,根据在虚拟环境中模型的地位、功能,将模型分为图像模型和景物几何模型两大块。应用基一图像的虚拟环境建模方法的建模对象必须是:不强调交互性,模型数据量小,模型在虚拟中环境中的作用主要是以浏览和布景为主要目的的真实感静态图形。基于景物几何的虚拟环境生成方法的建模对象主要是强调可操作性、可交互性的三维几何模型,模型数据量大,在实际工作中通常是来自于三维CAD软件的模型。分析两种模方法的适用对象,根据具体模型在虚拟环境中的作用,做出正确的建模决策。为增加场景的真实性,矿井虚拟环境采用图像与景物几何相结合的虚拟环境建模方法来完成。
1. 1巷道建模
在明确了基于图像和几何建模型特点后,对巷道建模采取基于图像模型的方法。巷道模型应根据矿井通风系统图、巷道断面形状图、巷道照片数字化建模,以便表现矿井巷道的整个概貌。虚拟环境中的巷道模型主要包括巷道信息数据的获取和预处理。建立一个真实感巷道模型,首先应该根据系统仿真的需求确定该模型的位置和范围,采集该区域内和适当比例、多种类形数据。
创建一个基于图像的虚拟现实环境通常包括以下4个环节:全景图模型选择;图像投影及变形、组合;全景图创建和实时浏览等。由于图像本身包含着丰富的场景信息,自然容易从图像获得照片般逼真的场景模型。基于图像的绘制是实时地生成照片般逼真的计算机图形的一种新方法,该方法不用建立几何模型就可提供逼真的场景和动画。
1. 2设备建模
井下设备采用几何建模,对于外形轮廊接近矩型的建筑物和设备,可以用事先拍摄的该建筑物及设备各个立面的照片作材质贴图,贴在矩形简易建模的外表面。这样做有助于减小视景模型的总尺寸,但效果不如真实的三维模型。具体建模方法为:首先根据设备的结构特点选择基本的几何体,比如风窗选择Box,液压支柱选择CyIin-der;对基本几何体的点、面、边界进行详细加工;根据实际情况对设备表面材质设定。需要说明的是,为了减少实体的面数,在进行点、线、面的详细修改时,应删除两两有叠加关系的实体中相对较小的面。
建好的设备模型加入场景中还需要把它放置到合适的位置,有时还需要改变它的朝向、相对大小,这个过程可能要参考实际场景的工程图纸。在场景编辑器中,这个功能可以通过鼠标直接选中模型,在场景中通过拖放、拉伸和旋转模型的包围盒来实现。另外,模型的表面材料也可以改变,场景编辑器有一个材料库,提供了500多种常用的材料,用户还可以定义新的材料。
2通风系统仿真
目前通风网络解算用得最多的Cross迭代法。该方法以风流运动的风量平衡定律、风压平衡定律和阻力定律为依据利用高斯