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集装箱堆场作为进出口集装箱装卸过程的一个重要枢纽,是集装箱作业管理中承载业务较多的场所。它管理程度的好坏将直接影响整个码头的作业速度和效率。论文主要通过对虚拟现实技术的研究,来探讨实现堆场高效运作的技术途径。 虚拟现实作为近年来兴起的一门交叉学科,成为当今计算机界广泛关注的一个热点,是20世纪木发展起来的一种可以创建和体验虚拟世界的可视化计算机系统。它主要的优点在于可以直观地观察三维世界,且能让人与此有充分的人机交互,从而产生身临其境的直接感觉。论文通过创建一个三维数据库实时跟踪动态集装箱生产控制系统,不断地获得堆场状态的实际变化,通过计算机屏幕与虚拟堆场进行交互,从而实现集装箱堆场的可视化管理。 本文第一章主要分析了目前堆场可视化系统的发展现状,指出本研究的现实意义和方法,以及所使用的关键技术。 本文第二章主要介绍了堆场可视化系统所涉及主要技术的发展现状。包括虚拟现实技术、计算机图形学,面向对象的软件开发方法以及可视化开发技术等。这些技术为本文研究提供了理论依据。 本文第三章主要论述了本系统在建模方面所作的工作,包括几何建模和数据库建模两大部份。在几何建模方面,重点介绍了Creator的特点和系统构成,并在三维场景的建模过程中具体说明建模技术的应用。在数据库建模方面,遵循本系统预计实现的功能选择数据库相关表的字段,从而实现三维堆场的驱动。 本文第四章主要对集装箱虚拟堆场驱动仿真的流程进行了分析。介绍了虚拟堆场驱动的实现方法,即依托于Vega软件。在Vega的界面环境下进行应用程序的预定义,通过在LynX中定义各种面板参数,对程序的某些属性进行初始化。并通过编程进行二次开发,由于Vega自身并无面向对象的能力,所以需要借助VC.NET的开发平台,调用Vega函数进行应用系统的开发。论文主要研究了数据库访问、Vega的嵌入、保证实时渲染的方法以及与查询和评判功能的整合等问题。 本文第五章主要介绍了应用系统具体的开发过程。介绍了虚拟堆场驱动时涉及的相关内容,重点研究了应用程序的预定义和二次开发中的若干关键问题。 沦文最终完成了个集装箱虚拟堆场的应用系统。系统可以实现根据数据库的实时信息更新三维场景,而且完全由程序自动跟踪完成;可以按照各种查询条件查询在场箱的信息,以便用户能一[;I了然地观察;也可以根据用户的发箱顺序渲染某一航次的集装箱,利用颜色的不同代表压箱数,从而预知发箱计划的好坏,便于计划人员及时进行调整;用户可以按键盘相应键实现视点的转移,从而与三维场景进行交互。 本应用系统己经在天津港第二港埠有限公司投入使用。实践证明,它对于堆场的实时监控、计划的安排、计划方案的评价等方面起到了很好的作用。同时,以此系统为基础,可在堆场运动模型的建立、辅助方案决策、实时处理手段等方面进行更深入的研究,这也是数字化港口的一个发展方向。