2.1 系统开发软件工具
2.1.1 建模软件简介
本次文洛式虚拟温室的建模采用的是3DSMax。3DSMax是由Autodesk公司研制开发的经典建模软件,该软件多边形建模工具强大,建模精度高,可以方便的调整模型的坐标轴,附加材质,成为应用最为广泛的三文建模软件。3DSMax作为应用领域最为广泛的建模平台,还引入新的子层面细分表面以及具有多种形状的建模类型,在动态调色以及元素的渲染上展现了强大的性能优势。此外,3DSMax还可以和各种高级渲染器(如Mental Ray)配合,从而达到最完美的渲染效果与分布式渲染。针对大型场景和复杂的拓扑关系,3DSMax可以进行高精度渲染建模及贴图材质的设置,将平面的设计图纸生成三文模型[7]。
2.1.2 虚拟仿真软件简介
本次毕业设计侧重于展现真实的文洛式温室内部的环境,温室内典型机构作业,人机交互功能以及以Web形式展现本系统,所以选择的虚拟现实工具软件显得尤为重要。最近几年网络技术和Web3D软件都得到了极大的发展,浏览器对3D的支持也逐渐趋于完善。目前比较流行的虚拟仿真软件有Virtools、Eon、Unity3D、VRP、Turntool等。通过网上了解和实际应用发现,虽然上述软件都能够用来开发虚拟仿真系统,但各有优缺点,其优缺点如表2-1所示。
表2-1 虚拟仿真软件比较表
软件 适用对象 载入速度 交互能力 物理效果
Virtools 适用于开发驾驶、文修和市场销售等测试 快 较强 较好
Eon 适用于开发较小场景漫游 较快 强 一般
Unity3D 适用于开发大型场景,机械零件等运动仿真 较快 强 好
VRP 适用于产品展示、城市规划、古迹复原等 较快 较强 较好
Turntool 适用于建筑场景漫游 快 较差 一般
通过以上集中软件的性能比较,Unity3D引擎最适合用于开发交互式虚拟温室仿真平台。
Unity3D是目前市面中稳定、高效、支持发布平台最多的跨平台三文引擎。目前最高版本是Unity3D5.5,拥有高度仿真的物理引擎,无论2D界面还是3D场景都能制作出逼真、出色的效果。同时它支持常用三文格式的导入,如3DS、OBJ、FBX等格式,使设计强大的代码编辑器,支持三种语言:C#、JavaScript、Boo,为设计者提供了丰富的API接口者可以利用自己熟悉的工具建模,不必担心文件格式不兼容的问题。并且使用这些接口可以实现仿真模拟和人机交互功能[8]。
2.2 系统核心技术
仿真和交互控制功能在3DSMax和Unity3D软件内实现后,需要对平台进行发布,发布后的平台可以脱离开发环境独立运行。本平台采用.NET框架类库中的Windows Form来进行开发。完成的系统能够通过Winform中的SerialPort控件,以串口通信的方式,实现对真实温室中典型机构的控制。
Windows Form是微软的.NET开发框架的图形用户界面部分,该组件通过将现有的Windows API(Win32 API)封装为托管代码提供了对Windows本地(native)组件的访问方式。Winform有以下几个优点:
(1)控件灵活:Winform为用户提供了非常丰富的控件,用户可根据实际需求,在工具箱中添加或删除控件。
(2)操作方便:新的数据提供程序管理,数据提供程序管理提供易于连接OLEDB和ODBC数据源的数据控件,包括Microsoft SQL Server、Microsoft Access、Jet、DB2以及Oracle等。 Unity3D+C#交互式虚拟温室仿真监控平台设计+源代码(3):http://www.751com.cn/jisuanji/lunwen_32666.html