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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）基于LabVIEW的三维曲面绘制摘 要LabVIEW是一个具有革命性的图形化开发环境，它内置信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，从简单的仪器控制、数据采集到过程控制和工业化自动化系统，LabVIEW都得到 了广泛的应用。在LabVIEW开发环境下编写的代码就是G语言代码。LabVIEW功能强大、灵活方便。它与C语言、Pascal语言、BASIC语言等传统编程语言有着诸多相似之处，如相似的数据类型、数据流控制结构，程序调试工具，以及模块化的编程特点等，但是二者又有着不同，LabVIEW使用图形语言（即各种图标、节点、结构框图、连线等）编程，界
2、面形象直观，使用的对象都是测试工程师所熟悉的，因此即使是初学者也能够很快的掌握的。本文介绍了LabVIEW技术的发展历程和编程原理，并用该技术完成了三维曲面绘制模块的设计，该模块可以完成任意三维曲面的的绘制，还可以改变透明度等显示参数，使人们从视觉上对该物体有了更加全面的认识。关键词：LabVIEW，三维图形，虚拟仪器LABVIEW-BASED THERR-DIMENSIONAL SURFACE RENDERINGABSTRACTLabVIEW is a revolutionary graphical development environment, he built-in signal ac
3、quisition, measurement analysis and data display capabilities, weapons of the complexity of traditional development tools, from simple instrument control, data acquisition to the process control and industrial automation systems, LabVIEW have been widely used. In the LabVIEW development environment
4、is the G code written language code. LabVIEW powerful, flexible and convenient. It is with the C language, Pascal language, BASIC language, and there are many similarities between traditional programming languages, such as similar data types, data flow control structures, debugging tools, and charac
5、teristics of modular programming, but they both have different, LabVIEW graphical language (node, block diagram, connections, etc.) programming interface, visual image, test engineers use the objects are familiar, so even beginners can quickly grasp. This article describes the technology development
6、 process and LabVIEW programming principles, and use the technology to complete the design of three-dimensional surface rendering module, the module can be completed any three-dimensional surface rendering, change the transparency of display parameters can be changed so that people from the visual o
7、bjects have a more comprehensive understanding. KEY WORDS: LabVIEW, Three-dimensional graphics, Virtual InstrumentsIII目录前言1第1章 虚拟仪器及LabVIEW的介绍21.1虚拟仪器的概述21.1.1什么是虚拟仪器21.1.2虚拟仪器的特点及发展前景31.2 LabVIEW41.2.1 LabVIEW的简介41.2.2 LabVIEW的功能51.3 LabVIEW中文版的开发环境51.3.1创建一个新的VI61.3.2 LabVIEW前面板窗口81.3.3 LabVIEW程序设
8、计框图窗口9第2章 该设计所涉及到的模板介绍102.1前面板空间类102.2程序框图内的各单元102.2.1 for结构102.2.2数值函数112.2.3三角函数13第3章 三维曲面图形设计143.1设计的目的143.2操作步骤143.2.1三维环的设计143.2.2三维球的设计16结 论19谢 辞20参考文献21前言虚拟仪器是在电子仪器和计算机技术更深层次结合的基础上产生的一种新的仪器模式。随着计算机技术的发展，尤其是数字信号处理技术的进步，实现各种信号处理功能的软件，其精度越来越高，速度越来越快，在虚拟信号部分，用软件来实现更为方便1。LabVIEW提供了功能强大的、丰富的控件、函数、V
9、I等，用于对数据表达和显示。合理的表达和显示，在程序设计中起着重要的作用，可以使设计的程序更加人性化。通过对数值型数据的表达与显示和布尔型数据的表达显示的学习，掌握了三维图形和图标的应用。在虚拟仪器系统中，将信号采集到电脑中，利用软件完成复杂的分析和信号处理工作，LabVIEW 提供了大量的分析工具，成熟的算法，方便了对信号的检测和分析。目前LabVIEW的最新版本为LabVIEW2009，LabVIEW 2009为多线程功能添加了更多特性，增加了早期版本没有的一些功能。本课题使用的是LabVIEW 8.5中文试用版。本课题采用了for循环语句，通过数学公式的输入的运用，表达到三维图形的X，Y
10、，Z轴上，在三维图像上表达出了所需要的图形。三维图形相对于二维是立体效果，很直观，大大的方便了人们的生活。 第1章 虚拟仪器及LabVIEW的介绍1.1虚拟仪器的概述1.1.1什么是虚拟仪器1. 虚拟仪器的发展220多年前，美国国家仪器公司NI（NationalInstruments）提出“软件即是仪器”的虚拟仪器（VI）概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，
11、甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。目前LabVIEW的最新版本为LabVIEW2009，LabVIEW 2009为多线程功能添加了更多特性，这种特性在1998年的版本5中被初次引入。使用LabVIEW软件，用户可以借助于它提供的软件环境，该环境由于其数据流编程特性、LabVIEW Real-Time工具对嵌入式平台开发的多核支持，以及自上而下的为多核而设计的软件层次，是进行并行编程的首选。专家们指出，在这个计算机和网
12、络时代，利用计算机和网络技术对传统的产业进行改造，已是大势所趋，而虚拟仪器系统正是计算机和网络技术与传统的仪器技术进行融合的产物，因此，在21世纪，虚拟仪器将大行其道，日渐受宠，将会引发传统的仪器产业一场新的革命。2. 虚拟仪器的介绍所谓虚拟仪器3，实际上就是一种基于计算机的自动化测试仪器系统。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量，控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。从发展史看，电子测量仪器经历了由模拟仪器、智能仪器到虚拟仪器，由于计算机性能以摩尔定律（每半年提高
13、一倍）飞速发展，已把传统仪器远远抛到后面，并给虚拟仪器生产厂家不断带来较高的技术更新速率。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛语言是美国NI公司的LabVIEW。虚拟仪器是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。简单地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机，以通用的计算机硬件及操作系
14、统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要指的是第二种方式。1.1.2虚拟仪器的特点及发展前景虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势，但它并不否定传统仪器的作用，它们相互交叉又相互补充，相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域，独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域，虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作，但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的本能，是传统的独立仪器难以胜任的，甚至不可思议的工作4。虚拟仪器的特点主要有：1、尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。2、可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。3、用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器
15、。LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件，它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。LabVIEW是一个具有革命性的图形化开发环境，在工业测量和控制领域中掀起来了一场变革。同样它也为各个领域带来了巨大的变化。它具有功能强大、编程灵活、人机界面友好的特点，在电子测量和仪器工程科学领域中使用非常广泛。它内置信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，从简单的仪器控制、数据采集到过程控制和工业自动化系统，LabVIEW都得到了广泛的应用2。由于LabVIEW采用了图形化的编程方法，因此LabVIEW又被称为G语言。1.2 LabVIEW1.2.1 LabVIEW的简介LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件，它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是
