群体演出活动服装虚拟仿真系统设计与实现

服装在群体演出活动中发挥重要作用,直接影响整体演出效果呈现。为实现群体演出活动服装的虚拟设计和虚拟演练目标,设计实现群体演出活动服装虚拟仿真系统。利用CLO3D建立人体模型,构建服装个体模型,将人体和服装模型导入Unity后,调整服装材质并且添加纹理图,在Unity中复制成群体,开发演出场景虚拟仿真的交互界面,实现群体演出服装整体效果的设计与可视化虚拟仿真。仿真结果表明,虚拟仿真技术能够模拟出群体演出活动的大体效果,节约排练成本,缩短排练的周期。     

基于X3D的仿真可视化支撑服务研究与实现

X3D集成XML,Java以及流媒体技术支持基于Web的三维可视化建模和渲染,是当前Web3D的标准.网格技术是一种新兴的Internet计算模式,通过构造动态的虚拟组织实现计算资源的共享与协作.本文将X3D技术与网格技术、J2EE技术相结合,构建基于Web的仿真可视化支撑环境体系结构和相应的可视化支撑服务,实现广域网内基于浏览器访问、共享和组装多种武器、地形、特效的三维模型,快速定制和构建三维可视化应用,构造虚拟仿真环境.对仿真可视化支撑环境体系结构及服务实现的关键技术进行了详细的介绍.     

基于Unity3D的油田抽油机三维可视化监控系统设计

针对抽油机监测形式单一、三维可视化程度低和联动性差的缺陷,引入信息―物理实时映射思想,开发了油田抽油机三维可视化监控系统。设计了抽油机数字空间,搭建虚实交互层设计架构;搭建三维可视化系统数据组成及关系框架;结合逆运动学,构建数学模型,基于五维模型和Unity 3D平台设计抽油机三维可视化系统总体架构;以游梁式抽油机为对象进行实验验证,实现了实时动态监测、虚实混合控制、运动轨迹追踪和在线预警等服务功能。为三维可视化监控在石油机械领域的落地应用和数字孪生系统的开发提供借鉴。     

分布式协作虚拟样机可视化框架

基于微型计算机的分布式协作虚拟样机可视化框架具有低成本、体系结构开放的特点。通过模型对象的层次化设计，利用全局场景和本地场景的概念，不仅能够保证虚拟样机对象分布式渲染的实时性，同时也能够实现分布式系统中对象的同步处理。在可视化框架中，Microsoft DirectX提供了优秀的渲染引擎，CORBA技术在分布式环境中构成系统软总线。实验原型系统验证了DirectX能够在微型机算机上满足虚拟样机的3D渲染需求。     

基于CarSim的车辆动力学虚拟仿真系统开发

为了解决实车实验因“高成本、高消耗、高危险性”而无法开展的问题,开发了一套基于CarSim的车辆动力学虚拟仿真系统。利用CarSim创建实时车辆模型;在Unity3D中搭建虚拟场景,并使用主动立体显示技术实现3D视觉效果;通过Fanatec赛车模拟方向盘和LabView采集驾驶员操作信息,在NI-Pxie8840控制器中求解车辆动力学模型以确保其运算的实时性;将解算数据通过六自由度运动平台反馈给驾驶员。结果表明：虚拟车辆可以遵循驾驶员的意图行驶,整套系统反应灵敏、操作环境安全、沉浸式感受较强、实验数据准确可靠,对汽车的设计研发具有一定意义。     

基于Unity3D的水平定向钻机虚拟实训系统设计

针对传统水平定向钻机实训中存在的设备紧缺、资源损耗严重、人员安全隐患等问题,提出了一种基于Unity3D的水平定向钻机虚拟实训系统设计方案,并搭建了实验平台。该方案包括Solidworks, 3dsMax模型构建,Unity3D软件虚拟动画及场景开发,罗德里格旋转矩阵三维轨迹算法推导,数据采集（DAQ）,系统软硬件通信等技术内容。实验结果表明：该方案可行,系统具有良好的可操作性与真切的沉浸感,比传统实训更加方便、廉价、安全,并提高了水平定向钻机的培训效率。     

虚拟制造可视化管理系统应用研究

通过结合X3D和JAVA程序语言,构建出一个具有人机交互效果的虚拟制造可视化管理系统。系统的特点是可以在三维场景上直接进行产品信息管理操作,同时系统会将修改信息自动存入数据库中,系统刷新时会自动重建三维场景。应用实例表明,所提出的系统架构具有交互性、可视化的管理特性,改变了过去单纯通过文字或二维文件进行信息管理的模式,对企业的虚拟化制造有着很好的借鉴作用。     

基于Java和MySQL的虚拟现实动态场景构建方法

虚拟现实建模语言（VRML）作为描述网络三维虚拟场景的标准，已广泛应用于各行业的可视化仿真相关研究，然而VRML以及其新标准X3D在动态场景的构建和场景对象的实时信息获取方面很不完善，通过建立用于存储虚拟场景物体的几何特征参数的MySQL数据库，利用VRML语言提供的JavaEAI编程接口，并结合JDBC数据库驱动技术，实现了基于Java Applet的从MySQL场景几何信息数据库到虚拟现实动态场景的实时快速构建，以及场景对象到对应属性信息数据库记录的连接，最后给出了水电工程混凝土大坝浇筑过程可视化仿真的应用实例。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

基于X3D的虚拟场景交互架构的实现方法研究

在分析X3D(Extensible3D)与VRML异同点的基础上,对X3D的系统运行内部机制进行了讨论,并使用SAI(SceneAccessInterface)的方法对虚拟场景进行交互。对通过外部原型操作物体定性运动进行了分析,并说明了具体实现的方法。以X3D-EDIT作为原型系统的开发工具,给出了虚拟环境中实现人机交互的应用实例。     

液压设备虚拟样机设计平台研究

分析虚拟样机技术在液压设备设计中应用的可行性,开发出基于SolidEdge、Ansys、Matlab、Access等功能软件,能完成元件选型、二维系统原理图和工程图、三维模型图设计、辅助装配、性能仿真、三维虚拟产品网络发布等功能的液压设备虚拟样机设计平台软件,并将其应用于攀枝花钢铁集团公司液压中心柱塞式伺服液压缸试验系统设计,结果表明该平台软件能有效缩短开发周期、提高设计质量。     

周边桁架可展开天线展开过程仿真方法

提出了一种基于虚拟样机技术的可展天线展开过程分析仿真方法.利用参数化建模技术建立各零部件的参数化模型;利用有限元分析软件通过模态分析来完成各个零部件的柔性体模型;利用系统动力学分析平台ADAMS将各零部件的模型组装成系统模型;然后将自制的摩擦学行为仿真程序或其他学科行为仿真程序嵌入系统模型中,实现可展天线的虚拟样机建模和展开过程的性能分析与仿真.给出的开发步骤和实例验证了该方法的可行性.     

三自由度运动平台可视化设计研究与实现

传统的三自由度平台设计是一个串行设计过程,基于物理样机的设计与验证过程制约了产品开发的周期和效率。为快速高效地实现由概念设计到样机设计,提出将虚拟现实技术与三自由度运动平台的运动学分析、动力学分析、结构设计相结合,构建一个可视化设计平台,作用于机械设计、虚拟装配、运动可视化仿真,以及系统的动力学特性分析。推导了三自由度运动平台的运动学解析模型,就平台实现的关键技术,包括XML信息集成、运动可视化、VRML文件生成、基于动态特性分析的模型检验等,进行了研究探讨。     

通用虚拟现实软件开发平台的研究及其应用

针对快速构建虚拟现实应用系统的需要，开发出全集成化，功能完备且性能先进的通用虚拟现实软件开发平台VRMagic。该平台采用模块化设计，模块之间通过统一的数据结构相互通讯。基于WTK的三维虚拟演播室子系统是该平台的核心模块，它通过解析仿真描述文件产生虚拟场景，具有六自由度漫游、实时交互，实时视频合成与GIF动画等功能，同时支持立体眼镜、V8头盔、CyberGlove数据手套与多种定位与跟踪设备。通过将生物大分干三维结构信息转化为仿真描速文件，可利用访平台实现生物大分于三维空间结构及其动态演化过程的虚拟现实显示。     

基于I-DEAS二次开发技术的焊缝疲劳虚拟仿真研究

I-DEAS软件接口技术是通过启动ORBIX服务，运用CORBA通信协议实现的；调用OpenI-DEAS二次开发类库，实现有限元数据的访问。以I-DEAS软件为前、后处理平台，基于AAR标准及Palmgren—Miner累积损伤法则，开发了焊缝破劳虚拟仿真分析模块，推导了，由设计寿命反求结构许用应力的升算公式。实例应用表明，该嵌入模块与I-DEAS软件互相配合，为设计师提供了一个高效、实用的焊缝疲劳虚拟仿真分析工具，可有效辅助设计师开展抗疲劳设计。     

用于汽车操纵稳定性模拟的虚拟现实平台的研究

运用虚拟现实技术建立了一套桌面虚拟现实系统来进行汽车操纵稳定性的研究。首先按照汽车操纵稳定性的要求建立了相关的虚拟试验场景以及汽车操纵稳定性的动力学模型。在此基础上,利用Matlab/Simulink及其虚拟现实工具箱构建了实现汽车操纵稳定性仿真可视化的桌面虚拟现实系统。最后进行了基于虚拟现实的汽车操纵稳定性仿真。结果表明该桌面虚拟现实系统基本能够实现对汽车操纵稳定性的研究,同时该系统提供了新的评价和分析汽车操纵稳定性的工具。     

人机自然交互支持的3D虚拟教具设计

现有学习软件或虚拟教具存在交互方式不自然、抽象性差、不智能的缺点,应用基于自然的人机交互技术,以物理教学中的平抛运动教具作为实例,设计实现一种3D虚拟教具用以模拟教学过程中的真实教具。这种虚拟教具主要采用手势识别技术实现人和计算机的自然地交互,同时采用虚拟现实技术构建教具实体。应用人机自然交互技术支持的3D虚拟教具,具有交互方式自然、空间感强和抽象表现力强的特点,体现了和谐自然地人机交互方式在教育中的广泛应用前景。