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构建煤矿虚拟矿井系统是“数字煤矿”的重要环节。从国内外研究现状来看，构建我国拥有完全自主知识产权的煤矿虚拟矿井系统具有十分重要的意义。基于自主开发的三维图形引擎，本文研究并实现了虚拟矿井系统LR-VRMine，该系统具备很强的扩展性与兼容性，能够满足煤矿生产中对虚拟仿真效果的要求，同时兼顾系统运行效率。
本文首先进行了虚拟矿井系统的设计，包括虚拟场景信息、三维图形引擎、可视化交互平台以及煤矿专业应用等，然后详细介绍了系统的核心模块三维图形引擎LR-Engine和可视化交互平台LR-Platform，并在如下三个方面进行了细致的研究：
1.对虚拟现实系统采用的漫游方式进行了研究，提出了根据起止点坐标，分析地表与地下的通行区域，进而计算漫游线路，并最终进行自动漫游的场景漫游方式。改进了用户在虚拟场景中的漫游体验。
2.对场景渲染流程进行了研究。以GPU为主要运算载体，将光线跟踪技术引入场景渲染中，达到了高显示效果的场景渲染需求。
3.研究了虚拟场景漫游中的观察点碰撞检测方式，改进了碰撞检测算法，提出了一种结合包围盒检测和三角网检测的碰撞检测算法，在保证准确率的同时提高了检测算法的运行效率。
根据上述研究成果，本文实现了虚拟矿井三维可视化系统，并对系统的界面和功能等进行了展示。最后本文对研究成果进行了总结并提出了进一步研究的展望。