基于OpenGL技术的火灾场景实时生成算法研究

针对舰船火灾特点,根据舰船损管指挥模拟系统场景需求定义了火焰、烟雾粒子系统和灾害结构体的数据结构,建立了火焰和烟雾粒子系统的结构模型;讨论了火灾场景中粒子系统的实时生成和蔓延算法;运用OpenGL技术完成了灾害场景的程序实现,分析了火灾场景渲染过程中粒子参数、蔓延周界、粒子个体表面绘制方法等问题,提供了一种不采用序列贴图实现火焰和烟雾效果的方法.     

基于矢量控制法和LOD的音乐喷泉模拟

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感。粒子系统是实现喷泉效果的有效方法。基于粒子系统基本思想，提出了矢量控制法并以此法利用OpenGL建立了喷泉模型。为进一步提高模型的绘制效率，引入了LOD技术。最后，利用背景音乐的感性特征参数对该喷泉模型动态驱动，实现了对音乐喷泉的模拟。     

面向对象的通用粒子系统设计

粒子系统很好的能够实现三维复杂自然景物的模拟,设计一个通用的粒子系统可以大大提高粒子系统的效率,同时在计算机性能允许的条件下表现出逼真的效果以满足虚拟现实中“沉浸感”的要求。使用面向对象的方法设计了一个通用的粒子系统,用通用的用户接口实现了不同物态和同种物体形态的实时切换,讨论了系统设计所需要的若干关键技术,所完成的粒子系统仿真效果逼真并能达到实时性要求。     

一种简化虚拟海洋环境建模与渲染方法

海洋环境的可视化与虚拟现实是数字海洋研究领域的重要发展方向之一,是开展海洋科学研究与军事训练的有效手段.以vega Prime和Ⅵsual C++.NET为开发平台,对虚拟海洋的建模与环境生成技术进行了深入研究;提出了一种多维描述层形式构建虚拟海洋模型,并介绍了该模型的体系结构;此外,还提出一种动态纹理映射技术取代粒子系统,对漂浮物、泡沫和鱼群等进行模拟,大幅度降低计算量;该系统同时还提供了风成浪的数学模型以及海洋LOD技术研究;实现了在计算机系统中一定范围的虚拟海洋环境的模拟.开发和应用结果表明,该系统实时性好,效果逼真,具有一定的工程意义.     

可视化粒子编辑系统的设计与实现

粒子系统是描述自然现象及其他过程式模型的有效方法，目前已在可视化仿真中得到广泛的应用。针对目前粒子系统算法研究分散的现状，利用通用的算法和面向对象的结构设计方法和随机纹理控制的方法，开发了一种可视化粒子编辑系统。该系统不仅可以实现多种特殊效果，而且可以完成其他建模软件难以实现的过程式模型。简述了系统的基本功能及粒子系统的基本原理，论述了系统的设计与实现过程，讨论了利用该系统开发一个过程式模型的基本过程及面向对象的系统结构设计方法，给出了该系统实现的一些典型效果截图。     

基于虚拟样机的激光传输模拟仿真系统开发

可视化模拟仿真激光脉冲的传输过程,对激光研究和应用具有重要意义。基于激光传输装置的运行需求,提出了一种基于虚拟样机技术的模拟仿真方案。使用基于改进了的粒子系统来等效处理激光在仿真场景中的形态与运动,以VisualC＋＋6.0为开发平台、Vega为仿真引擎、以MatLab和SG99为实时数据处理工具,构造了激光传输装置虚拟样机模型,实现了激光脉冲的可视化建模,建立了一个三维可视化激光传输过程的仿真系统,完成了对激光传输过程三维模拟、仪器工作状态监控和仿真信息查询等功能。     

基于粒子系统和GPU加速的喷泉实时仿真

使用粒子系统实现的喷泉效果能够有效的增强三维场景的真实感,但传统的粒子系统在实时仿真中,粒子总数最多只能达到一万个左右,限制了喷泉规模和模拟效果.针对上述问题,提出了基于GPU加速的粒子系统喷泉模型,该方法将所有计算全部放在GPU中进行并行加速处理,提高了算法的运算速度,能够对100万数量级的喷泉粒子进行实时绘制,同时还模拟了水滴运动的视觉图像残留效应,有效地提高了喷泉的真实感.     

SABS算法在虚拟水电（仿真）系统中的实现

采用C/S结构的基于虚拟现实的水电仿真系统中,虚拟可视化场景与仿真数学模型间存在时间不同步的问题,以致影响虚拟可视化场景与仿真数学模型间的交互,造成虚拟可视化场景的运行出现不连贯的现象.针对这一问题,在系统中应用SABS算法,调整虚拟可视化场景与仿真数学模型间的时间差,以改善系统的交互性,使虚拟可视化场景的运行更加流畅,并进一步分析了算法在系统运行过程中对系统交互性的影响.     

基于虚拟现实技术的居家火灾逃生系统的研究

火灾逃生教育具有重要的现实意义,但在现实生活中,面向公众的火灾逃生演练通常花费很大。虚拟现实技术也能模拟火灾场景,可以增强逃生教育的效果,同时能大大降低训练的费用。建立了面向火灾逃生训练的虚拟现实原型系统,我们编制了集粒子动画和声音于一体的游戏风格图形界面,用户可以控制替身在虚拟火灾场景中逃生,替身的运动采用骨骼动画实现,我们使用面部表情图片来描述替身的情绪状态。初步的实验结果表明,该演示系统能够使火灾逃生演练变得更形象。     

基于OSG林地可视化系统设计与实现

森林、树木和花卉等植被实时可视化仿真是复杂虚拟园林环境中的重要组成部分.论文基于OpensceneGraph(OSG)和实时建模工具MuitiGen Creator(Creator)设计并实现了林分场景可视化系统.重点介绍了系统实现的框架和技术流程,并对如何在Creator中建立模型的层次结构关系进行了分析与研究.同时对该系统中使用的关键技术,如粒子系统、漫游设计和碰撞检测等实现方法进行了介绍.最后利用该方法对北京市八达岭地区林分场景进行了可视化模拟,模拟的场景逼真、自然,能满足用户实时交互的需要.     

面向流场可视化的沉浸式虚拟现实交互系统研究

针对基于二维显示交互环境的流场可视化应用由于深度信息不足导致交互效率较低的问题,引入虚拟现实技术,提出具备多样化交互方式的沉浸式流场可视化系统。该系统基于凝视与手势交互技术,设计并实现了基于用户手势的导航方法与三维交互控件,基于用户凝视与手势的沉浸式交互面板,以及基于可视化场景的沉浸式交互管理方法与基于可视化算法树的可视化网络管理方法,对用户交互进行了系统化管理,能够在沉浸式环境提供对典型流场可视化操作的全流程支持。用户实验结果表明：该系统能够在典型流场可视化场景下为用户提供高效、自然的交互。     

虚拟高坝泄洪挑流运动的建模与实现

以挑流泄洪为例,提出了基于泄洪水力学模型和粒子系统的虚拟泄洪水流运动的建模与实现方法,建立了坎前水舌运动、空中扩散射流、空中水舌碰撞以及水流跌水碰溅的粒子系统模型,实现了泄洪水流运动的场景逼真模拟,为直观分析高坝泄洪雾化问题提供了新的辅助手段。应用实例证明了该方法的有效性。     

基于VRML-JAVA的可视化装配及其原型系统实现

提出了一种新型的Web环境下3D交互仿真结构。系统采用基于VRML-JAVA的虚拟现实技术,3D模型下载到客户端显示,复杂的运算和仿真在服务器上运行,这种方式可以提高系统的扩展性并降低对客户端软硬件条件的要求。文中对该结构在可视化装配中的应用进行了研究并介绍了其中的关键技术以及原型系统的实现。     

VR技术在力觉临场感遥控作业系统中的应用研究

目前虚拟现实（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ简称ＶＲ）技术应用到力觉临场感遥控作业系统,可以有效地解决系统的时延问题。本文首先研究了遥控作业虚拟现实系统的构成和实现原理,然后针对力觉临场感遥控作业系统时延问题,建立了力觉临场感遥控作业虚拟现实系统,阐述了虚拟力的产生以及虚拟接触的检测,最后提出了一种力觉虚拟现实实现算法,并构造实验系统验证了该算法克服系统时延影响的有效性。     

地质导向钻井信息可视化与协同决策虚拟系统

针对地质导向钻井中传统的数据分析、处理、解释、展示及决策控制方法的不足，提出基于计算机网络环境运用虚拟现实和CSCW技术构建一个信息可视化与协同决策虚拟系统。该系统可为地质导向钻井提供一种新型的远程沉浸式信息可视化与协同决策工作环境，以提高钻井成功率。文中详细描述了系统的体系结构、信息可视化及协同决策虚拟环境的实现方法。     

基于虚拟现实的综采工作面仿真系统研究

虚拟现实技术是现代仿真技术的一个重要发展方向,已经开始应用到矿业领域。应用虚拟现实技术,结合OpenGL和Visual C 6.0,建立了综采工作面仿真系统。系统设计数据输入、场景建模、场景漫游、交互控制和工艺仿真五个功能模块,分别以液压支架和采煤机为例分析了行为建模和交互控制实现过程。系统具有场景漫游和设备操作等交互功能,并可模拟综采工作面生产工艺过程,系统的实现为整个矿井的模拟提供了可行的思路和方法。     

舰载飞机着舰可视化仿真系统设计与开发

着舰是舰载机/航空母舰系统中极其重要的内容.为此,基于仿真技术和虚拟现实技术,提出一种舰载飞机着舰可视化仿真系统的设计方案.首先,采用C/S结构设计了舰裁机着舰可视化仿真系统,并对各个模块功能进行了详细的阐述.然后利用细节层次、纹理映射以及实例化技术对Creato创建的舰载机和航母的三维模型进行了优化.最后开发了基于MFC的Vega Prime视景驱动程序并介绍了碰撞检测A-法.完成后的着舰仿真系统可为自动着舰系统的设计、验证评估提供直观可视化的软件界面.     

基于VRML的可视化工具的研究

随着网络技术和硬件设施的飞速发展,虚拟现实建模语言(VRML)被广泛用于在因特网上构建虚拟境界。由于VRML语言自身的特点,虚拟现实的制作十分繁琐。如何使用辅助工具来提高开发的效率,具有很重要的意义。本文分析和讨论了几种基于VRML的可视化工具,并给出校园导游系统的应用实例