基于北京西直门枢纽站的三维仿真技术研究与实现.pdf

提 要
本文是结合“综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统”所做，着重叙述
了综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统中三维仿真子系统的实现过程，特
别是针对北京西直门枢纽站的三维模拟仿真实现过程。整个实验系统主要包括仿
真建模、二维仿真、分析实验以及三维仿真四大模块，而主要流程是：首先通过
对指定交通枢纽的精准建模，获得准确的模型文件，随后仿真系统利用准确的模
型文件对交通枢纽场景及行人进行二维仿真和三维仿真，从而获得仿真结果，并
通过分析实验系统对模型文件和仿真结果进行分析，产生分析结果供使用者进行
使用。其中三维仿真系统只具有建模和仿真功能，不具备分析功能。但是三维仿
真系统却与二维仿真系统紧密联系，在仿真的过程中，三维仿真系统通过二维仿
真系统实时传送的仿真数据，进行三维仿真，达到二维仿真与三维仿真的同步。
三维仿真系统的主要目的是给予使用者最直观的视觉效果。
本三维模块的实现是基于Direct3D以及3ds Max等技术。Direct3D技术是
Microsoft公司开发的DirectX的组成部分，它是交互多媒体应用程序接口，它的
作用是提供给程序员一个实现三维图形的应用程序接口，并且是与硬件无关的。
而3ds Max技术是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作
软件，3ds Max为本三维模块提供各种精美的三维枢纽模型，提高了三维仿真的
模拟效果。本三维模块中还使用到了MSXML控件，以便于XML数据的读写。
“综合交通客运枢纽功能与结构数值实验系统”是中国科学技术部的国家高
技术研究发展计划(863计划)专题课题。课题类型为：探索导向类。技术领域：
现代交通技术。专题的名称：重大交通基础设施核心技术。项目编号为：2007A
A11Z124。本文作者主要负责三维仿真模块的设计与开发。
目 录
第 1 章 绪 论 ......................................... 1
课题的来源 ......................................... 1
研究背景及意义 ..................................... 1
国内外研究现状 ..................................... 2
研究的目标 ......................................... 3
研究的主要内容及当前成果 ........................... 4
第 2 章 DIRECT3D 及 DIRECT3D 程序框架...................... 6
DIRECT3D 的简单介绍.................................. 6
DIRECT3D 程序框架.................................... 7
DXUT 框架中几种关键技术的使用....................... 8
高级纹理技术 ................................... 8
网格模型高级技术 ............................... 9
DXUT 网格模型类 ................................... 11
DXUT 控件 ......................................... 12
第 3 章 三维仿真子系统的总体分析与设计 .................. 13
系统的需求分析 .................................... 13
三维仿真子系统的总体分析与设计 .................... 14
三维仿真子系统总体设计模式的改变 .............. 15
三维仿真子系统的总体设计 ...................... 16