基于WireFusion的网络在线三维试衣系统的设计与实现

针对实际视觉效果要求较高的衣物在线选择,实现的网络在线三维试衣系统能够让虚拟的衣物变得更加具体,满足了试衣用户的交互性和真实性的需求。该系统将3DMax和WireFusion两个软件结合,将模型导入到WireFusion,在WireFusion中设置三维模型的交互动作。基于Java虚拟机,将生成的三维系统嵌入到Web页面中,实现网络在线功能。实验演示说明该三维试衣系统具有较好的操作性和实用性。     

基于三维虚拟试衣系统的人体缩放模型精度研究

随着科学技术不断发展,二维平面试衣系统已经不能满足现代人们的生活和工作需求,由此开发了三维虚拟试衣系统。本文从三维虚拟试衣系统和人体缩放模型两个概念化入手,根据应用原理进行探索,以促进我国三维虚拟试衣系统模型的发展。     

基于三角面片顶点均值的网格编辑方法

针对虚拟整形手术中待整形部位的三维模型曲面编辑问题,提出一种基于三角面片顶点均值网格编辑方法.该方法在保留网格原有拓扑结构的基础上,保持了网格曲面的原有曲率,实现了快速有效的局部网格编辑;结合网格细分方法实现在不同分辨率下对网格曲面进行整体编辑.同时,为了增强网格模型显示的真实感,通过网格简化、网格平滑、网格数据点法向量计算、纹理贴图等方法,对网格模型进行优化,提高了整形后网格显示效果.实验证明,该方法交互方式简便,变形效果较好.     

机织物悬垂屈曲的数值模拟

开发虚拟服装试衣系统需模拟织物的悬垂和屈曲，而采用正交异性力学模型不适合织物．为此，笔者基于织物的细观力学模型，用有限元方法来模拟方形织物片铺在圆桌面上的悬垂和屈曲，该细观模型描述了织物由于其细观编织结构而特有的力学性质．织物片用8结点壳单元离散，这种壳单元被特别设计，能描述织物片在悬垂中发生的大转动．对织物片的屈曲模态进行了分析，对其后屈曲变形进行了计算，也进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验．模拟结果和实验的观测结果很一致．该研究为虚拟服装试衣系统的开发奠定了基础．     

沥青混合料三维离散元虚拟单轴蠕变试验

为了从沥青混合料不连续特征的角度研究其永久变形行为,采用离散元方法进行了沥青混合料三维离散元虚拟单轴蠕变试验,生成了包含粗集料、沥青砂浆及空隙的沥青混合料三维离散元虚拟试件,对虚拟试件微观组成成分之间的接触赋予了相应的微观接触模型,并采用基于时温等效原理的方法对粘弹性离散元模型的计算效率进行了优化,最后将三维虚拟试验结果与二维虚拟试验及室内试验结果进行了比较.研究表明:时温等效原理能够大大减少粘弹性离散元模型的计算时间;三维虚拟试验结果与室内试验结果相差无几,二维虚拟试验结果大于三维虚拟试验及室内试验结果,且随着荷载的增大差异也随之增大.     

基于稀疏优化模型的网格逼近

提出了一种新的基于稀疏优化的网格逼近方法,使得三维几何物体可以由用户指定的合理的面片数的平面多边形来近似表示.该方法首先对输入的三维网格的面片法向进行L_0模优化,然后根据优化后的面片法向信息来驱动顶点位置更新.其次,对现有模型进行面片聚类.最后提出了一个基于全局顶点的稀疏优化模型.通过约束聚类边界顶点梯度L_0模最小对网格进行平面多边形逼近.大量的网格简化结果证明了所提出的优化模型与方法的有效性以及稳定性.     

基于边折叠网格简化的三维形状变形

提出一种基于边折叠网格简化的交互武三维形状变形算法.通过折叠三角形网格的边来提取原始三维模型中的形体关键特征点生成简化模型,以交互方式对三维模型添加固定、移动等位置约束,建立并求解非线性优化方程,获得简化模型上各关键点仿射变换的最优值.然后基于关键点的仿射变换,计算原始模型中各节点的变形映射.实例表明边折叠网格简化可有...     

MFC框架下3DS模型接口的研究与实现

通过三维建模软件3DS Max可以进行快速三维建模,但用户的实时交互式是三维建模软件的最大缺陷.本文分析了3DS数据文件格式,以其内部的树状结构为基础,采用Visual C++的MFC框架为编程环境,开发了MFC与3DS模型的接口系统.读入3DS模型后,基于透视、消隐等原理构建了三维网格模型,基于真实感光照模型渲染了三维表面模型,既提高了在MFC中进行三维模型的开发效率,又实现了对三维模型的交互控制.     

基于草绘和手势的着装系统

当前虚拟着装工具大多采用WIMP界面,操作复杂,难以学习.而手绘界面是一种更简单、快速的交互方式,更适合概念设计.本文设计并实现了基于草绘和手势的着装原型系统.用户通过手绘的方式直接在3D虚拟角色模型上勾画出衣服轮廓线.系统采用基于尺度空间的角点检测方法准确地预处理和分割轮廓线.利用衣服轮廓线到模型之间的距离推算衣服内部网格点到模型之间的距离信息,由此构建衣服曲面.为加速计算距离值,通过对距离场信息建立索引改进了其存储和访问效率.同时该原型系统允许用户使用手势对衣服轮廓线进行编辑,并且设计和实现了手势训练     

虚拟手术模拟系统中包围盒碰撞检测技术及应用研究

碰撞检测模块是虚拟内窥镜系统的重要组成部分.根据变形物体的碰撞检测要求及连续切割过程对网格结构的影响,提出了碰撞检测的层次包围盒结构修正方法.该方法针对网格中的单元剖分和网格优化的过程中网格单元变化采用子树替换、位置提升方法进行修正,可满足连续切割中正确碰撞检测和精确碰撞的要求     

一种用于力觉再现的柔性体变形仿真弹簧-质点模型

提出一种新型的在虚拟现实中可实现的弹簧-质点力/变形模型.它按质点连接顺序划分层次,以受力网格为第1层,构建类似同心环状的弹簧-质点系统.施力刚体以点接触的方式与柔性体进行力交互作用.运用虚功原理,结合施力刚体与受力柔性体组成的系统中虚拟力和质点位移的关系,区别于以往对局部变形的研究,对柔性体进行全局变形分析.柔性体变形是整个柔性体表面质点在力平衡条件下位移变化累加的结果.利用DELTA 手控器对柔性体的接触变形以及实时虚拟力反馈进行仿真,实验表明所提出的方法适用于柔性体的力反馈计算,满足精细作业对虚拟现实系统的要求.     

基于虚拟监测组织管理的监测网格模型

提出了一种基于虚拟监测组织管理的监测网格模型 .该模型能够解决异构网格监测系统之间的互连问题 ,并有效地对高性能分布式计算环境进行智能监测 .它通过自治域网关实现不同网格监测系统之间的交互 ,通过虚拟监测组织对监测节点实施基于监测任务的协同管理 ,并使用一种自适应多播策略作为全局监测策略 .     

三维紧身内衣的压力分布计算模型

基于弹性力学上的薄膜大变形理论，针对三维着装紧身内衣对人体的压力分布的计算问题。提出了一类可实际操作的计算模型，并给出相应的算法。解决了服装CAD系统的受力试衣效果表示问题，该模型计算稳定可靠，计算结果能实时在计算机上显示。     

虚拟实验室资源网格多任务调度

针对虚拟实验室的资源调度问题,提出了一种基于服务质量的网格算法.建立了虚拟实验室资源的网格模型,讨论了其特点;分析了虚拟实验室网格的服务质量体系,从可靠性、响应性、成本等6个方面对实验室服务质量进行量化评估,将用户的多任务调度问题描述为服务质量约束下的多任务协同寻优模型,以满足用户服务质量最大化为目标进行求解,并给出了基于遗传算子的求解算法;通过案例分析对本方案的可行性进行了验证和讨论,结果表明本方案有助于提高虚拟实验室资源利用率和服务水平.     

基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为

针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔的触觉行为.首先,采用一种弯曲弹簧振子模型来构建3D画笔的力学模型,并分析虚拟画笔实时变形与承受的绘制力之间的内在关系;接着,基于一种加权平均距离的碰撞算法,研究虚拟画笔与虚拟3D物体之间的碰撞检测问题;采用一种球扩展操作以获得弯曲画笔的最小包围球,进而计算得到虚拟投影平面;根据在一个采样点处的画笔变形,得到虚拟投影平面上的二维笔触;通过将二维画笔笔触实时地映射到三维对象表面,便可以得到三维笔触;沿着三维绘制方向,通过控制绘制力矩并叠加不同大小、形状的3D笔触便可得到3D笔道.仿真对比实验结果表明,所采用的画笔模型及方法可以有效增强用户虚拟绘制时的真实性.     

三维计算模型的网格划分及可视化平台的开发

以计算导体模型表面电流及磁场分布为例,对三维计算模型的网格划分原理、系数的确定方法以及均匀和非均匀网格的划分方法进行探讨,开发了完整的三维模型的网格划分及可视化平台.实验采用工业生产中真实的汽车和飞机模型,结果表明该平台能够对复杂几何模型进行网格划分及三维无闪烁显示.该平台的实现对于开发更为完备的三维建模软件提供良好的基础.     

基于MVC嵌入的约束纹理映射

针对约束纹理映射中三角网格极易发生形变的问题,本文提出一种基于均值坐标(Mean value coordinates)嵌入的约束纹理映射.使用基于局部/整体思想的ARAP(As-Rigid-As-Possible)算法参数化三维人脸网格,实验数据表明,参数化后的三维人脸网格三角形角度变形和面积变形均为最小.在网格嵌入中,采用均值坐标(Mean value coordinates)嵌入,得到的模型更加平滑.本文对多幅人脸图像进行纹理映射,结果表明该方法能够取得良好的实验效果.     

随机结构面切割岩质边坡空间块体模型及关键块体分析

在现场结构面非接触摄影技术采集的基础上,提出基于虚拟网格的、采用随机结构面切割岩体的方法,建立了岩质边坡空间块体模型.并将该模型接入作者团队自主开发研制的三维数值分析系统GeoSMA-3D,进行岩质边坡关键块体搜索和分析.算例表明:该模型具有可以动态添加结构面、易于建立复杂岩体边坡几何模型等优点,并对辽宁某边坡进行了关键块体分析.     

梳棉机道夫系统的参数化建模及静态变形分析

采用LMS Virtual.Lab集成环境平台,研究道夫系统的三维CAD参数化模型的构成.通过比较两种有关静态变形的有限元计算工具,确定有限元网格类型及单元尺寸大小,分析道夫的静态变形问题,简化了道夫系统的结构,为道夫动态变形分析奠定了基础.     

网格环境下基于局部性原理的资源发现方法

在现有网格资源发现方法基础上,提出了一种分层网格资源发现模型,用户的查找请求先在底层虚拟组织内进行,若不能满足再转发到由超级节点组成的上层社区层.局部性原理的引入,降低了用户节点对超级节点的查询次数,基于类别的虚拟社区划分,使得对资源请求的查找限定在所属虚拟社区内进行,从而可缩小搜索空间,提高资源的发现速度.