virtools中插值算法的研究與應(yīng)用

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1、Virtools中插值算法的研究與應(yīng)用：在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)中有很多對象是需要通過旋轉(zhuǎn)的方法實現(xiàn)運動的，利用插值算法實現(xiàn)物體的旋轉(zhuǎn)是很常用的方法，該文闡述了旋轉(zhuǎn)算法和雙線性插值算法的原理和實現(xiàn)方法。旋轉(zhuǎn)算法是根據(jù)三維物體繞三個坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的角度及先后順序,依據(jù)三個運算公式計算得到一個旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度,再根據(jù)該旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度對物體實施旋轉(zhuǎn)。雙線性插值算法其速度慢，但得到的圖像紋理清晰，能滿足大多數(shù)程序的要求。這兩種方法可以處理不同的旋轉(zhuǎn)物體。文中同時給出了使用Virtools圖形開發(fā)引擎應(yīng)用這兩種算法來解決鉆井模擬仿

2、真系統(tǒng)中的物體旋轉(zhuǎn)的方法。最后可以發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)想的旋轉(zhuǎn)效果，并且旋轉(zhuǎn)精度也在可控制的范圍內(nèi)，滿足了系統(tǒng)真實性的要求?！　￡P(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)算法；雙線性插值算法；virtools；鉆井模擬仿真系統(tǒng)　?。篢P311：A：1009-3044(2011)10-2276-03　　TheInterpolationAlgorithmanditsApplicationinVirtools　　ANJing-ya,GONGJie　　(SchoolofputerScience,SouthUniversity,Chengdu61050

3、0,China)　　Abstract:TherearemanyobjectsneedtorotateinvirtualrealitySystemdevelopment,theobjectofinterpolationalgorithmisaverymonmethodofrotation.Thispaperdescribestherotationalgorithmandthebilinearinterpolationalgorithmtheoryandimplementation.Thisalgorithmisba

4、sedonthree-dimensionalobjectsrotatingaroundthreeaxesofrotationandtheorder,calculatedthethreeoperationstogetarotationaxisandrotationangle,andthenrotatetheobjectbytherotationaxisandrotationangle.Bilinearinterpolationalgorithmisitssloagetextureandcanmeettherequi

5、rementsofmostprograms.Bothmethodscanhandledifferentrotatingobject.ThepaperalsogivestheapplicationthatusingthetstosolvetherotatingobjectsindrillingsimulationsystemintheVirtoolsgraphicaldevelopmentengine.Finally,theachievedthedesiredeffectofrotationandrotationa

6、ccuracycanbecontrolled,Meetsthesystemrequirementsofauthenticity.　　Key;bilinearinterpolationalgorithm;virtools;drillingsimulationsystem　　目前，隨著人們對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的認(rèn)可，虛擬現(xiàn)實工具的不斷更新，Virtools工具以其方便易用、應(yīng)用領(lǐng)域廣的特點在各個行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。在使用Virtools工具實現(xiàn)物體運動的過程中，物體的旋轉(zhuǎn)過程是一個非常關(guān)鍵的問題，它的基本任務(wù)是通過旋轉(zhuǎn)的方法

7、使物體實現(xiàn)運動的過程。即使已有了大量有價值的研究成果，可隨著人們對交互實時性、場景真實性的不斷提高，物體旋轉(zhuǎn)技術(shù)所面臨的問題也日益突出，其中最核心的問題就是如何有效地提高旋轉(zhuǎn)的真實性和實時性。　　1繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)算法　　在實際應(yīng)用中，用戶很難給出任意的旋轉(zhuǎn)軸，習(xí)慣上采用繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。此時旋轉(zhuǎn)軸是固定的，旋轉(zhuǎn)軸向量是單位向量，因此完全可以只依據(jù)繞3個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)角度，直接采用下面討論的3個公式計算出旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度，減少編程實現(xiàn)的復(fù)雜程度，提高程序的運行速度，同時滿足用戶的操作習(xí)慣?！　≡O(shè)實體繞x軸旋轉(zhuǎn)α角

8、度,再繞y軸旋轉(zhuǎn)β角度,然后繞z軸旋轉(zhuǎn)γ角度,有旋轉(zhuǎn)矩陣Rx,Ry,Rz,則有Rxyz=RzRyRx,計算后得　　(1)　　同理,當(dāng)實體按不同坐標(biāo)軸順序先后旋轉(zhuǎn)時可得Rxyz、Ryzx、Ryxz,Rzyx,Rzxy共六種旋轉(zhuǎn)矩陣.另外,當(dāng)一個實體繞任意軸旋轉(zhuǎn)時,設(shè)旋轉(zhuǎn)軸為A(Ax,Ay,Az),旋轉(zhuǎn)角度是θ,則旋轉(zhuǎn)矩陣為　　(2)　　上式中的C=cosθ;S=sinθ。