風(fēng)洞模型表面壓力分布三維顯示技術(shù)

摘要：風(fēng)洞模型表面壓力分布三維圖形顯示系統采用Visual STudio 軟件開(kāi)發(fā)，通過(guò)讀取X 格式的模型文件，設置模型表面壓力孔分布點(diǎn)位置，導入試驗中測量壓力的原始數據，對數據范圍進(jìn)行顏色設置，并對模型表面壓力進(jìn)行圖形繪制著(zhù)色處理。該系統能夠較好地展示出模型表面壓力數據分布，使用人員能夠直觀(guān)觀(guān)察出模型表面壓力的大小。

關(guān)鍵詞：壓力分布；三維顯示；顏色渲染

0 引言

在風(fēng)洞試驗的測壓試驗中，測試人員在試驗吹風(fēng)后可得到模型表面原始壓力值數據，通過(guò)計算得二維曲線(xiàn)圖像。由于不能直觀(guān)觀(guān)察出模型表面的壓力，只能對模型構造進(jìn)行大體的判斷。為了使型號單位參試人員在得到測壓數據的同時(shí)又能進(jìn)行直觀(guān)觀(guān)察，對模型表面壓力分布三維圖形顯示進(jìn)行研究。

1 應用程序接口DirectXDirectX

由很多API 組成，按照性質(zhì)分類(lèi)，可以分為顯示、聲音、輸入和網(wǎng)絡(luò )4 部分。顯示部分擔任圖形處理的關(guān)鍵，分為DirectDraw（DDraw）和Direct3D（D3D），前者主要負責2D 圖像加速，后者則主要負責3D 效果的顯示。根據實(shí)際情況，主要使用Direct3D（D3D）技術(shù)。Direct 3D 是基于微軟的通用對象模式（CommON Object Mode，COM）的3D 圖形API，是由微軟樹(shù)立的3D API 規范，其所有的語(yǔ)法定義包含在程序開(kāi)發(fā)組件的源代碼中。

2 實(shí)現過(guò)程

使用Visual Studio 軟件創(chuàng )建模型顯示窗口（如圖1）、壓力數據顯示窗口和顯示設置窗口（如圖2），并添加按鈕。主界面按鈕包括“打開(kāi)”、“保存”、“復位”、“平移”、“自旋”、“顯示設置”、“刪除”和“導入數據”等。顯示設置界面按鈕包括“法線(xiàn)”、“顏色孔半徑”、“顏色溶解”、“顏色對照表”等。每個(gè)窗口和按鈕都添加對應的執行代碼和關(guān)聯(lián)代碼。

通過(guò)初始化Direct3D 創(chuàng )建模型顯示窗口。包括4 個(gè)步驟：

1) 獲得一個(gè)IDirect3D9 接口指針。該接口用于獲得物理設備的信息和創(chuàng )建一個(gè)IDirect3D 接口，是一個(gè)代表顯示3D 圖形的物理設備的C++對象。

2) 檢查設備的技術(shù)特性（D3DCAPS9），主顯卡是否支持硬件頂點(diǎn)處理。如能支持，就能創(chuàng )建IDirect3DDevice9 接口。

3) 初始化一個(gè)D3DPRESENT_PARAMEteRS結構實(shí)例，該結構包含了許多數據成員允許指定將要創(chuàng )建的IDirect3DDevice9 接口的特性。

4) 創(chuàng )建一個(gè)基于已初始化好的D3dpresentparameters 結構的IDirect3DDevice9 對象。它是一個(gè)代表顯示3D 圖形的物理設備的C++對象。

模型顯示窗口和設置窗口分別如圖1、圖2。

在模型上選取壓力孔，并給出分組號與編號。

導入壓力數據文件，模型顯示窗口旁壓力數據會(huì )按照組、編號、壓力值顯示，如圖3。在顯示設置里給出數值范圍的顏色、法線(xiàn)，以及顏色孔半徑范圍。