虚拟现实技术是90年代才广泛兴起的一门崭新的综合性信息技术,它综合了计算机图形学、通信、系统仿真等技术,提供给用户一个身临其境的、具有完善交互能力、能构筑和启发构思的三维虚拟环境,使用户能够通过直观而又自然的感知交互手段,与这个虚拟的世界进行对话和交互,从而使用户与虚拟环境融为一体。将虚拟现实技术应用在工程建模和仿真中,除能减少工程设计过程中的重复工作外,还可以提高工程设计、生产等过程的可视化程度,使用户可以真正参与到虚拟场景中。 本文以构建高速公路施工中的场景虚拟布置和施工过程模拟,实现与用户的实时动态交互为目标,对虚拟现实技术在工程建模和仿真中的应用进行了深入的研究。本文简要分析了虚拟现实的建模技术和仿真技术,重点论述了VRML技术及与Java外部工具的接口;结合高速公路工程施工虚拟仿真系统的建设,分析了运用基于VRML的虚拟现实技术构造仿真场景中三维模型的几种方式;研究了基于细节层次(LOD)的地形场景的构建方式,并实现了运用GeoVRML与Java建立三维地形;深入探讨了仿真系统中动画与交互的实现机制,并运用EAI等技术实现了施工过程的动态模拟。最后分析了基于VRML的查询实现方式,并实现虚拟场景中造型的查询。 本文为高速公路施工场景布置提供一种直观的三维设计方案,对工程施工现场的三维可视化仿真具有借鉴意义。