在我国，虽然仿真技术的研究起步较发达国家较晚，但是通过几个五年计划的努力，仿真技术得到了快速发展，并取得了突破性成果。例如：20世纪90年代以来，我国在铝电解槽计算机人工智能控制领域先后开发了铝电解槽氧化铝浓度自动适应控制、槽内状况模糊专家诊断系统和电解质温度动态仿真技术，建立并不断完善铝电解槽智能多模式控制系统，逐步在工程领域显示出仿真技术的优越性，为铝电解的操作、管理、故障分析及员工培训起到了不可忽视的作用。

1.3 本文所做工作

本文重点探讨的是电解铝生产过程三维仿真技术，针对电解铝生产工厂现实场景进行3D仿真，目的是利用该平台对新员工进行系统的培训，让他们在电脑提供的模拟环境中熟悉工厂的设备，避免了现实操作时的人为失误所带来的严重后果，同时减少了现场培训带来的人员经费开销。本文所讨论的主要内容具体如下：

（1）图形学知识和3D模型制作文献综述

（2）使用图形引擎delta3D，介绍其图形渲染引擎绘制出三维图形场景的基本步骤

（3）基于delta3D实现电解铝生成过程三维仿真系统

2 电解铝生产过程场景建模技术

电解铝生产过程的三维仿真：数字模型是进行三维仿真的前提，因此本章将介绍一下用于电解铝生产装置虚拟场景建模的，也是目前最通用流行的图形建模软件3ds Max。

2.1 图形学相关知识

计算机图形学（Computer Graphics，简称CG）是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。

这个科学广义的分类，可分为以下几类

几何：研究面的表示和处理方法

动画：研究移动的表示和操作方法

图像拟真/渲染：研究模拟光线传播效果的算法

图像：研究图像的获取和编辑

简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形[7]。

计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此，必须创建图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

图形与图像两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

计算机图形学的研究内容非常广泛，涉及到例如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。