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基于光线追踪的可视性分析研究与模块开发
信息技术与网络安全
陈 川,任 强,邓金华
(中国工程物理研究院计算机应用研究所,四川 绵阳621900)
摘要:人眼是人类获取信息最主要的器官,进行人眼的可视性分析是人机工效分析的重要工作内容。当前主流的可视性分析工具主要集中在可视范围的定性标识,缺少高级的光学特性建模过程,不能逼真反映人眼在不同工况下的视觉情况。提出一种基于光线追踪的可视性分析方法,建立了一种全局光照模型,在此基础上设计并开发了一套渲染引擎,能逐像素地进行可视对象渲染;针对CATIA平台,开发了一个带有反射与阴影特性的可视性分析组件。该工作扩展了CATIA可视性分析的维度和深度,为其人机工程组件新增了一个功能强大的模块。
中图分类号:TP319
文献标识码:A
DOI:10.19358/j.issn.2096-5133.2021.01.005
引用格式: 陈川,任强,邓金华。 基于光线追踪的可视性分析研究与模块开发[J].信息技术与网络安全,2021,40(1):26-30.
Research and module development of visibility analysis based on ray tracing
 Chen Chuan,Ren Qiang,Deng Jinhua
(Institute of Computer Application,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,China)
Abstract:Visibility analysis is an important part of ergonomics as the human eye is the most important organ to obtain information. The current mainstream visibility analysis tools mainly focus on the qualitative identification of the visual range, lacking advanced optical characteristic model, and cannot realistically reflect the visual situation of the human eye under different working conditions. This paper proposes a visibility analysis method based on ray tracing technology and establishes a global illumination model. A set of rendering engine based on this method is designed and developed to render visual objects pixel by pixel. A visibility analysis component with reflection and shadow feature also realized for CATIA. This paper extends the dimension and depth of CATIA visibility analysis, and adds a powerful module for its ergonomic components.
Key words :ergonomics;visibility analysis;ray tracing;global illumination

0 引言

  人眼是人体的重要器官,其观察的信息是人脑进行判决的主要依据。可视性分析是人机工效分析的重要内容,保证产品在使用、维护时具有良好的可视性是十分必要的,进行人眼可视性分析的研究具有重要的意义[1-3]。

  张源涛[4]等利用CATIA软件的视野分析模块对加油车进行多条件分析,确定了视野分析方法的可行性,但是其研究缺少理论分析内容。张丽[5]等根据中国人体尺寸建立中国飞行员标准人体模型,从操作可达性、视野可视性两个方面对无人机地面站操控台布局进行分析和仿真。何玢洁[6]等利用CATIA软件对煤矿井下坑道钻机驾驶室空间工效、可视性、舒适度进行分析,通过人体模型在驾驶室内的操作状况分析,对驾驶室的主要部件设计提出了修改参考。方雄兵[7]等针对维修仿真中以人眼为导向的分析方法所存在的不足,在Jack仿真软件的基础上,采用Tcl/Tk及Jackscript语言,设计并实现基于维修部位导向的可视性分析功能模块。



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作者信息:

陈 川,任 强,邓金华

(中国工程物理研究院计算机应用研究所,四川 绵阳621900)


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