摘 要

本文研究的出发点是提高汽车厂商和周边产品的研发设计人员在使用虚拟现实三维模型时的效率。本次设计，是基于C#编程语言，编写一套数据筛选和抓取程序，配合将大量三维建模文件分类整理的数据库，设计人员可以根据各自的需求快速查找各自所需的模型和数据。通过研究和摸索，了解了汽车分类的方式和标准，成功设计出包含有50个精细汽车模型的数据库，并进行了有效分类和规整，编写了小程序用于抓取对应通过本次设计，对数据库分类，C#语言编程和3DS软件查看和修改三维模型文件有了深刻的认识。

关键词：C#编程语言；3DS MAX软件；虚拟现实；数据库管理

Abstract

The starting point of this paper is to improve the efficiency of Ramp;D designers of automotive manufacturers and peripheral products when using virtual reality 3D models. This design is based on the C# programming language, writing a set of data filtering and crawling programs, together with a database that sorts a large number of 3D modeling files, designers can quickly find the models and data they need according to their respective needs. Through research and exploration, I learned the methods and standards of automobile classification, successfully designed a database containing 50 fine car models, and carried out effective classification and regularization. I wrote a small program for grasping the corresponding design through this design. Database classification, C# language programming and 3DS software have a deep understanding of viewing and modifying 3D model files.

Key Words：C# programming language; 3DS MAX software; virtual reality; database management

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的与意义 1

1.3 国内外发展现状 2

1.4本章小结 2

第2章，汽车外形开发与虚拟现实技术 3

2.1传统汽车外形开发 3

2.2汽车外形计算机辅助设计 5

2.3 虚拟现实开发汽车外形 6

2.4 小结 6

第3章 虚拟现实（VR）的应用 7

3.1 虚拟现实应用的发展 7

3.2 虚拟现实应用的硬件 7

第4章 数据库构建与管理 10

4.1数据库的特性 10

4.2数据库的种类 10

4.3小结 11

第5章 系统整体框架设计 12

5.1 开发思路与设计原则 12

5.2系统组成 12

5.3模型分类原理 12

5.4模型入库过程 13

5.5 汽车分类标准拟定 13

表5.1 汽车分类标准表 15

第6章 三维模型的构建 16

6.1 3DS软件简介amp;使用 16

6.2 模型贴图和上色 16

6.3 成果展示 车型介绍 17

6.4 数据库整理结果 19

第7章 总结 22

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1 研究背景

1886年1月，德国专利局，朱卡尔·本茨和戈特利布·戴姆勒获得了一项专利，汽车，这个产品诞生。

1886年2月，曼海姆城的大街上，一辆汽车，走进了人类生活。

1914年，亨利福特优化传统生产线，第一条汽车流水生产线落地，汽车产业从诞生，走上了规模化与规范化之路。

汽车，从发展直至成熟以及扩张，洋洋洒洒经历了一百三十年的历史。汽车为人类社会带来便利的同时，也创造了大量商机和财富。到如今，汽车的意义已经不再仅仅局限于交通工具，而是逐渐变为一种文化，一种生活元素。因此，人们对车身美学和各种功能性，人机工程性能的要求越来越高，而最终成品，不仅是工程师理念最直观体现，更是驾驶者品味的象征和生活方式的展现。

汽车设计与应用是一个复杂的系统工程，从概念定型，到规划，总体设计到细节优化，每一个环节都需要大量数据的支撑。我国汽车设计方面由于起步较晚，还处于索阶段，民族品牌的汽车设计缺乏自身特点和元素，其中在外形设计和研发数据库之间的差距尤为明显。

外形设计方面，由于在设计流程和加工能力低下，以及研发投入不足等因素的影响下，外形设计简单枯燥，曲面和光影效果不及外国同类产品，钣金装配公差大。

在数据库的设计与应用方面，在发动机控制器的标定，变速器换挡逻辑的匹配，甚至NVH校核等每一个环节，由于数据管理能力落后，历史数据不足等因素的制约，研发工作起来费时费力。而其他发达汽车企业，在研发中，可以套用多年历史积累数据，快速标定或者处理问题。同时，在在车上造型设计方面，数据库除了可以提供历史解决经验，与三维扫描和三维建模，以及3D打印等技术相结合，利用数字模拟的方式，将立体曲面用点云曲线表示。可以帮助设计师和工程师在虚拟阶段模拟汽车设计的每个细节。

除此之外，外国先进车企，借助虚拟装配，虚拟实验和虚拟驾驶，事故现场虚拟复原等功能的引入，大幅度提高了汽车的开发效率，同时显著降低了汽车研发成本。

1.2 研究目的与意义

现阶段正式我国汽车产业突破低端天花板的关键时期，也是国家2025战略规划中汽车行业向智能制造转型，汽车从内燃机向新能源发展的关键节点。通过提高虚拟现实技术在汽车设计与实验中的使用比例，同时构建动态数据库，助力与提高开发人员检索数据的效率，进而提高研发效率。

本文立足于目前行业发展状态和趋势，通过对虚拟现实技术在汽车研发以及使用中的应用，以及基于计算机编程的数据库的构建与应用，建立一个集储存，分类和调用功能为一体的汽车虚拟模型数据库。该工作既有助于我们了解数据库在车辆工程研发中的功能和使用，也可以配合本课题组其它同学的工作，为进一步的虚拟驾驶和汽车性能虚拟仿真工作，提供基础和便利。

本文基于3DMAX 的建模方法与C#编程技术，最终建立了车辆汽车虚拟现实数据库。该数据库内存储有各种各样的虚拟模型，以民用汽车为主体，另包含有军用车辆，飞行器，军用武器和经典科幻电影模型。其中部分模型带有性能参数，可以用于虚拟性能仿真。有助于协助同课题组其他成员在开发虚拟驾驶平台时快速按照各自需求检索模型和性能参数。

1.3 国内外发展现状

目前国内外相关领域内，关于汽车虚拟现实数据库的相关研究和发展前沿动态异彩纷呈，百家齐放，在数据库方面：

在多年的软件和IT行业发展的加持下，数据库的设计语言和设计理念都有了巨大的进步。相比于早期面向过程的设计思路，现在主要采取的面向对象的设计。面向对象程序设计(Object Oriented Programming)，作为一种相较于传统数据库架构的更优设计方式，其实现OOP的核心思路，体现在建立模型的过程中突出的抽象思维逻辑和面向对象的开发方法。模型存在的目的是反映现实世界中实际物体的特征。根据唯物辩证法的核心思想，世间万物都不是完全静止不动的，因此没有一种模型可以完全反映客观事物的一切特点和特征，只是对事物特征以及其变化规律的一种抽象表达，并且在所涉及的范围内更广泛、更集中、更深刻地描述客观物体的特征。面向对象的程序设计，便是这样一种通过建立模型而达到的抽象。

另一方面，在虚拟现实技术方面进展也非常迅猛。虚拟现实技术（Virtual Reality，下文简称 VR） ，是在1980年代初期诞生的一项综合应用新技术，其基础概念是由美国VPL公司的创始人杰伦·拉尼尔（Jaron Lanier）提出的，并随着科技的发展，和各行业应用的不断完善，VR技术几十年来发展可谓是突飞猛进。虚拟现实是一种可编辑创建、体验虚拟模型和环境的计算机仿真系统。利用电脑三维软件制作的3D立体图像，可以制作出虚拟环境和内容，用户采用适当的传感设备，例如VR头盔和手持式遥控器进行交互操作，可以随心所欲的观看和使用VR眼镜内看到的模型。这与与主张将虚拟景象和现实景象联系的增强现实（AR）技术路线有所不同

虚拟现实技术具有三大优点和特征：实时性、交互性、沉浸感[1]。将在下文对应章节单独介绍

1.4本章小结

虚拟现实技术在汽车行业中的作用日益重要，在从前端开发设计，到生产加工，后期的事故分析重现，以及与汽车生活息息相关的一些行业，例如虚拟驾驶培训，以及汽车类游戏中，起到了核心作用。虚拟现实的模型具有体积大，内容复杂，格式繁多等特点，如果不加整理就直接交给工程人员，会给工程人员带来极大的不方便，降低工作效率。结合计算机技术和网络化办公的发展，将虚拟现实模型数据导入数据库，是下一个阶段的发展重点。

第2章，汽车外形开发与虚拟现实技术

2.1传统汽车外形开发

自从汽车从实验品变成商品开始，各厂家为了追求更好的销量与口碑，在各方面都加大了投入。尤其是在汽车开发阶段——决定一辆车接下来几年的生命周期的表现——尤其重要。