论文总字数：17609字

摘 要

在21世纪，三维图像技术伴随着计算机在图形图像技术方面的发展与完善，也迅速得到了发展。三维图像就是在一张特制平面图当中，通过眼睛的视觉成像系统的重合和分离来显示出立体视觉，同时在光线的变化中也有利于人类视觉的形成。OpenGL它作为一个使用非常广泛的基层图形库，利用它最为实用的渲染功能，将虚拟场景模拟的非常逼真，与现实相近。使得图形看起来更加的真实。针对这些特点，本文利用OpenGL技术，对谷物在圆筒筛内的运动过程进行模拟仿真。如果使用OpenGL技术创建物理模型，那么工作量非常大的，并且也确实不能讲模型细节化。故本文利用操作便利的3DSMAX对圆筒筛建立模型，通过Assimp库将.obj格式的模型导入到OpenGL中，再利用OpenGL强大的交互性模拟出谷物在圆筒筛内的物理运动。

关键词：三维；OpenGL技术；建模；仿真；谷物

Research on the simulation of the grain in the

cylinder screen based on OpenGL

Abstract

With the development and application of computer graphics technology, 3D image technology has been rapid development. 3D image is in a special plan, by coincidence and separation of eye vision imaging system to show stereo vision, also in changes of light but also conducive to the formation of human visual. OpenGL is a powerful graphics libraries and its powerful rendering pipeline to draw a realistic virtual scene, the figures seem more real. According to these characteristics, this paper uses OpenGL technology to simulate the grain, in the process of movement within the cylinder screen. But because OpenGL does not provide modeling high-level commands directly with OpenGL modeling workload is larger, the built model is usually simplified, difficult to reproduce the model details. Therefore, this article uses the 3dsmax and operation convenience of cylinder screen model, Assimp base through the. Obj format, the model is imported into OpenGL, using OpenGL powerful interactive simulated grain in the cylinder screen in physical exercise.

Keywords: three-dimensional；OpenGL technology; modeling; simulation; grain

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 国内外研究概述 1

1.3 本课题研究目的与意义 2

第二章 关键技术及工具介绍 3

2.1 OpenGL技术 3

2.1.1 OpenGL概述 3

2.1.2 OpenGL功能及层次结构 3

2.3 Assimp开源库 4

2.3.1 Assimp概述 4

2.4 Physix开发库 6

2.4.1 Physix概述 6

2.4.2 编程实现 6

2.5 3DSMAX简介 7

第三章 基于OpenGL的圆筒筛筛分过程模拟 8

3.1环境配置 8

3.1.1 构建OpenGL框架 8

3.1.2 生成OpenGL程序 8

3.2 创建模型 9

3.2.1 创建谷物模型 9

3.2.2创建圆筒筛模型 10

3.3载入模型 11

3.4模拟物理运动 12

第四章 试验结果与分析 14

总结与展望 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 引 言

1.1 课题研究背景

随着我国农业的迅猛发展，农民在收割了大量的农作物后难免会产生混合在一起的情况，所以对谷物的筛分就显得尤其必要了。而圆筒筛作为一种筛分装置，具有运动平稳、筛分效果较好的特点，圆筒筛被广泛应用于农作物的筛分工作。但由于其一经启动便进入高速旋转状态，其筛分过程是很难用人眼来辨识的，只能借助高速相机才能捕捉到筛分谷物的运动过程。

但是可以利用现代计算机高性能计算功能，比如OpenGL技术来模拟谷物在圆筒筛内的物理运动。OpenGL是三维动画行业领域中被广泛接纳的2D/3D图形API。它是网络透明的，是独立于视窗操作系统和其它操作系统的。OpenGL的实用性在于它可以帮助程序员实现在PC、工作站、超级计算机等硬件设备上的高视觉表现力图形处理软件的开发。主要应用于游戏开发、娱乐、制造业、CAD及虚拟现实等行业领域中^[1]。利用OpenGL技术，实现谷物在圆筒筛内的筛分模拟，对于探索谷物在圆筒筛内的筛分机理有一定的实用应用意义。

1.2 国内外研究概述

我国虽然是一个工业化的大国，但因为工业技术的发展起步较晚，理论知识也不丰富充足，并且相应工业技术的水平也比较低。这样就致使我国在建国后的五十多年，在工业水平有一定的基础后，才开始发展起了起筛分作用这方面的机械，而关于这方面的技术在工业发展的开始也是运用在矿工企业的。

这些筛分机可以根据自身所不能的持续与功能，它们可以作用于不同的工业生产环境与要求，这样也就可以满足使用者的要求。我国主要是在农业、治金、煤炭业、化工业等方面使用的到筛分技术，这些行业根据自身的需求，比如所要筛选的原料的颗粒物的大小不同，对筛分机械进行系统的研究，并且根据自身所需条件，制作出满足其要求的个性化筛分机。而在振动筛分机这方面主要有两种不同系列的筛分机械。圆筒振动筛分机和直线运功振动筛分机。两种不同的筛分机由于其自身个性化特点也被运用在不同的领域中。而在改革开放以来的短短这几十年内，我们也成功研制出了振动概率筛分机系列、旋转概率筛系列、重型冷热矿筛系列、立式圆筒筛等等多种系列的筛分机。而我们国内的大部分圆筒筛主要都是由郑州、河北以及深圳的一些机械厂家制造的。这些圆筒筛都是具有噪音低、粉尘污染少、运作平稳、操作简单快捷和筛分的效率也相当之高等等特点。

如今的21世纪以来，由于工业机械这方面的技术迅猛发展，本文所讨论的筛分机械也在日渐完善。特别是经过在18世纪的欧洲工业大革命之后，在各个领域的筛分机械的技术水平发展的相当之高。并且也都基本能够满足人们在平日的生产生活中对筛分的要求。

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