基于OGRE的三维动态日照采光研究

发布时间：2017-08-25 10:09

  本文关键词：基于OGRE的三维动态日照采光研究

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【摘要】：日照采光是房地产行业重要的参考及评价指标,也是购房者以及住宅区居民购置房产、提升居住生活条件的重要考虑因素。国内外学术领域对日照采光仿真已经进行了一系列的研究,国内外市场也存在诸多专业的采光仿真软件。然而针对我国目前城市现状定制的国家日照采光标准,上述应用及研究仍存在通用性差、逼真度不足、标准化程度不符合国家规定等问题。本文针对上述问题将研究重点放在日照采光过程的精确仿真与标准化方面,另外也系统分析了建筑模型的优化方法及一系列的算法,并最终实现了基于OGRE的三维日照采光平台。本文的主要工作如下:1、深入研究了天文学精确太阳位置算法,包括核心的太阳赤纬算法及太阳时角时差算法,并结合OGRE渲染引擎对其进行了实现。2、提出了优化构建三维建筑模型的方法。将三角形面片数量级较低的粗略建筑模型与精细的房间内部场景模型分离并在需要时加载,保证了在占用较低的存储的前提下仿真效果的逼真度。3、提出了基于模型面片的有效日照时长求解算法。该算法以本文提出的基于射线查询的阴影遮挡判定算法为基础,通过选取特定采样点的方式进行是否被阴影覆盖的判定,进而对有效日照时长进行统计并判定。4、提出了三维建模软件与渲染引擎坐标系统一转换的方法,将三维模型通过统一的、标准的单位尺度进行加载并调整,使之与真实世界中保持一致。5、针对基于包围盒的模型拾取算法在房间模型拾取过程中存在的不精确的问题,实现了基于模型面片的精确拾取算法。基于上述算法,结合OGRE渲染引擎实现了一个三维动态日照采光仿真平台,经实验证明具有良好的效果。
【关键词】：OGRE 太阳位置算法 模型优化 日照采光仿真 有效日照时长
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU113.5;TP391.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 室内采光模拟研究现状10-12
• 1.2.2 室外日照采光研究现状12-15
• 1.3 研究内容15
• 1.4 章节安排15-17
• 第2章 相关技术研究17-31
• 2.1 OGRE三维渲染引擎概况17-24
• 2.1.1 OGRE引擎架构17-19
• 2.1.2 OGRE动态阴影技术19-24
• 2.2 天文学太阳位置算法概述24-30
• 2.2.1 太阳赤纬算法26-27
• 2.2.2 太阳时角时差算法27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 虚拟建筑模型构建及坐标转换31-40
• 3.1 模型构建优化方法31-35
• 3.1.1 OGRE建筑模型表示法31-32
• 3.1.2 传统的三维模型构建32-33
• 3.1.3 建筑模型优化构建方法33-34
• 3.1.4 优化的建筑模型34-35
• 3.2 模型精确拾取算法35-38
• 3.2.1 基于包围盒的模型拾取算法35-37
• 3.2.2 基于模型面片的精确拾取算法37-38
• 3.3 坐标系转换与单位尺度转换38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 三维动态日照采光过程仿真40-48
• 4.1 天空穹预加载与渲染40-41
• 4.2 时间加速求解41-42
• 4.3 建筑物朝向调整42-43
• 4.4 房间模型加载与拾取43
• 4.5 日照采光过程仿真43-45
• 4.5.1 太阳动态光照色彩变化43-44
• 4.5.2 实时太阳位置求解44-45
• 4.6 基于射线查询的有效日照时长求解45-47
• 4.6.1 基于射线查询的包围盒求交存在的问题46
• 4.6.2 基于模型面片的射线查询算法46-47
• 4.7 本章小结47-48
• 第5章 基于OGRE的三维动态日照采光平台设计与实现48-53
• 5.1 系统环境介绍48
• 5.2 平台结构48-50
• 5.2.1 平台模块构成48-49
• 5.2.2 总体仿真流程49-50
• 5.3 核心模块实现50-52
• 5.3.1 模型导入模块50
• 5.3.2 动态仿真模块50-51
• 5.3.3 仿真结果判定模块51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 系统效果及对比53-59
• 6.1 精确太阳位置求解实验对比53-55
• 6.1.1 太阳赤纬与时角时差求解对比53-54
• 6.1.2 精确太阳位置求解对比54-55
• 6.2 日照采光仿真实验效果及判定55-58
• 6.2.1 前期工作准备55-56
• 6.2.2 日照采光仿真与结果判定56-58
• 6.3 本章小结58-59
• 第7章 总结与展望59-61
• 7.1 总结59
• 7.2 进一步的工作59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65-66
• 详细摘要66-69

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本文编号：736415