绞吸挖泥船疏浚仿真研究

疏浚系统仿真是目前疏浚从业人员技术培训、工艺辅助决策和疏浚科学研究的先进手段。主要针对绞吸挖泥船设备组成、作业环境和施工特点,提出了绞吸挖泥船疏浚系统仿真的基本构思,分析了实现该系统的重要环节和关键技术及难点。研制的多通道环形柱幕绞吸挖泥船施工模拟系统已投入使用,效果良好。     

一种三维地形与疏浚绞刀虚拟生成方法

介绍了自主研发的三维地形与疏浚绞刀仿真系统.系统用数据分块与四边形网格表示三维地形,并建立了疏浚绞刀的三维模型及其隐式曲面方程,然后用绞刀包围盒求得碰撞的四边形网格和精确的碰撞点.仿真结构表明,该方法能够满足疏浚地形的实时性要求和符合绞吸土壤产量的计算精度要求,系统计算量小,速度较快.     

基于双层次细节图像空间融合的地形绘制方法

为加速地表模型绘制速度,提出一种基于双层次细节图像空间融合的地形绘制方法.首先建立具有高、低细节层的地表模型,通过在图像空间计算高细节层与整个地形投影面积的比例,控制高细节层覆盖范围,把两层模型的过渡区域推向离视点较远的位置:过渡区域采用了基于图像空间的逐像素纹理混合与偏移方法,避免在图形空间建立几何过渡带计算开销过大的问题,消除两层次邻接所产生的视觉裂缝.算法在GPU设计与实现.实验表明,该方法在保持逼真视觉效果的同时,能够保持较高的三维地形绘制速度.     

GPU上的实时三维云仿真

云的建模和绘制-直是计算机图形领域研究的挑战之一.提出了一种全在GPU上的三维云模拟和渲染的框架,从面片生成、排序和渲染全在GPU内完成.云建模采用编制的云模型编辑器对云的形状和颜色等属性进行编辑,通过面片组合生成三维云几何模型.云的渲染方面,采用GPU上实现的bitonic排序方法对组成三维云的面片进行排序以实现正确的alpha混合;并将图形引擎特性-几何着色器引入到GPU上的三维云渲染中,实现三维云几何形体在GPU中的生成.开发了三维云生成和渲染模块,实现了可视化仿真应用中大规模和实时渲染的三维云仿真模块.     

仿真逼真度对配送中心作业效率评估的影响

仿真逼真度对配送中心规划方案效率评估有着显著影响.构建了虚拟物理模型、输入数据建模和作业流程建模三维度逼真度层次划分框架,给出仿真代价和仿真效用分析框架,探讨了不同逼真度对仿真代价和仿真效用的影响评价方法,并以某图书配送中心两个作业模块为实例,分别建立了多组三维度不同逼真度组合的仿真模型进行分析评价,最后总结了仿真逼真度对效率评估影响的基本特征和仿真实施前事先确定仿真逼真度的一般方法.     

航模驱鸟系统中航模仿真模型的设计及运用

航模驱鸟系统是一种新型的机场驱鸟系统，当航模进行远距驱鸟作业时需要地面仿真系统。本文介绍了一种航模仿真模型的实现方法，详细讨论了航模的三维平移变换和三维旋转变换算法，实现了航模的三维造型和飞行仿真，完成了机上设备控制及场景环境造型。最后介绍了该模型在机场驱鸟系统中的应用。     

仿人跑步机器人的控制与仿真

提出了仿人跑步机器人在跑步时关节力矩控制和前向速度控制的方案.对于机器人关节力矩的控制,通过推导机器人的三维动力学方程以及机器人质心和双脚的轨迹,采用阻抗控制的方法实现;对于机器人前向跑步速度的控制,通过在起跳阶段起始时刻调节"虚拟腿"与铅垂线的夹角实现,这种控制方法的优点是简单易行.最后采用虚拟样机软件ADAMS建立了仿人跑步机器人的三维模型,通过仿真证明了这种方法的有效性.     

HLA仿真中基于动作语义原语的三维模块化方法

在基于HLA(High Level Architecture，高层体系结构)的仿真应用中，为了提高系统的可扩展性和可重用性，我们将仿真的底层通信和上层的模型控制框架、三维图形绘制分离开来，形成独立的模块，主要围绕三维图形绘制展开，首先分析了由于三维模块化带来的语义信息的丢失，然后针对这一问题，对实体及其属性进行分类，定义了一种动作语义原语来实现实体属性语义的映射，从而屏蔽了不同实体属性之间的差异，同时给出了一个基于语义原语的程序框架结构；最后，以具体的实现为例说明这种方法的可行性。     

计算可视化的一个快速三维旋转算法

为了实现科学计算过程中动态对象的三维图形生成,提出了一个动态平行投影模型;在此基础上,导出了万能平行投影公式;通过对万能平行投影公式的分析,提出了一个新的三维图形旋转算法—投影平面自适应跟随算法(PPAF)。分析和仿真表明,PPAF的时空复杂度显著降低,相对于固定投影平面算法(FPP),计算速度可提高三倍以上,使动态对象的快速三维连续旋转成为可能。运算实例验证和展示了算法的运算效率和图形质量。     

基于DEM的三维交互性地球实现方法研究

地球的三维可视化是三维GIS研究领域的一个热点，本文给出了基于全球DEM数据的地球三维可视化的实现方法，在此基础上，本文分别讨论了适合于与球形物体进行交互式操作的基本方法。采用四元数的方法解决地球的任意旋转问题；采用一种弦弧映射的近似方法实现在球面上任意两点间的漫游 ；采用OpenGL提供的特殊函数，结合数据库技术实现三维图形与物体属性之间的双向查询。实践表明，这些方法能够获得较好的视觉效果，并可在一定精度范围内对三维地球进行一般的交互性操作。