三维变电站仿真场景生成系统的研究与实现

该文的研究方向为仿真场景的生成技术,为使三维变电站提高其仿真场景生成系统的灵活性,从而实现了由二维向三维的转变。实现场景图由二维转变为三维,并使用3D建模工具对变电站仿真场景给予变电站中各种设备模型及建筑环境模型进行模拟。三维变电站的仿真场景渲染、生成场景图由二维向三维的转换及设计三维变电站场景图,都通过使用OSG技术得到了实现。采用三维变电站的仿真场景及其生成系统,构建了具有良好操作性与交互性的仿真空间。通过仿真结果显示,遵循110 k V的变电站电气规范与其设计要求,用户可对二维变电站的场景图进行绘制,并且对其相应的三维仿真场景迅速做出转换。三维变电站所呈现出的仿真场景其效果较为逼真,在变电站的实际应用中比较适用于仿真培训,在应用上有较强的现实意义与实用性。     

基于Unity3D交互式三维虚拟校园平台设计与研究

针对目前三维虚拟校园平台在真实性和交互性等方面的不足,提出基于Unity3D三维虚拟校园的实现方法.首先,考察实际地形和采集真实数据信息,完成场景地形和建筑景观模型构建;然后,导入Unity3D平台,通过二次开发,实现三维场景搭建及三维物理效应仿真等.该平台使用的实验数据真实有效,很好的实现了三维虚拟校园的各项性能指标,高效的实现漫游仿真.     

基于多源导航信息的三维辅助导航仿真系统

【目的】为模拟仿真海上航行可能遇到的各种天气状况,开发一款基于多源导航信息的三维辅助导航仿真系统。【方法】在接受电子海图的数据基础上,利用OsgOcean类库对图形生成迅速以及对硬件的依赖性较低的特点,设计效果逼真的三维海景,真实再现海风、海浪等常见的天气状况;利用OpenSenceGraph(OSG)粒子对场景的渲染效果,模拟现实情形;利用碰撞检测算法,提前预估碰撞的状况,避免碰撞,构建起较真实的驾驶场景。【结果】仿真实验表明,设计的原型系统能消除驾驶员对真实驾驶环境的依赖,不受天气限制,驾驶员可以随时进行模拟驾驶。【结论】仿真系统实现了三维模拟仿真的基本功能,能够提供简便、直观的船舶模拟驾驶。     

基于Creator/Vega的空间目标视景仿真

模拟星空背景以及人造卫星动态飞行场景的真实感生成是计算机图形研究者面临的新课题,也是航天视景仿真中面临的重要任务.针对星空背景下人造卫星等空间目标的图像仿真问题,提出了一种基于Creator与Vega的动态场景生成方法.首先利用Creator绘制星体和人造卫星模型,然后根据亮星星表(BSC)利用Vega生成星空背景,并将人造卫星目标与星空背景合成,最终得到了可以任意时刻、任意角度及任意视场大小观察的空间目标动态场景.仿真结果表明,基于Creator/Vega的空间目标视景仿真取得了很好的效果,并为航天工程中小目标检测与跟踪的实时仿真提供了可行性的参考方法.     

基于OpenGL和AutoCAD机器人运动 三维仿真系统的设计

提出利用AutoCAD强大的三维建模功能对机器人和其工作环境进行建模,利用OpenGL卓越的渲染功能对机器人的杆件和工作场景进行渲染,形成真实感较强的三维仿真环境,完成对机器人各种运动功能的三维仿真,并给出了实现的流程图和仿真效果。该方法建模简单,真实感强,且在场景中加入新的被操作物体十分方便。这种方法对其它动态过程的三维仿真也有一定的借鉴意义。     

基于增强现实的心墙堆石坝施工进度可视化仿真

目前心墙堆石坝施工过程可视化仿真研究多是基于施工仿真结果构建的纯虚拟三维可视化,其地形模型多根据前期勘测数据建立,其渲染消耗资源多且不易被修改,且与实际施工场景有很大差别.针对此问题,将增强现实技术(AR)引入水利水电工程施工仿真中,提出了基于增强现实的心墙堆石坝施工过程可视化仿真方法,该方法主要解决两个方面的问题:如何利用虚拟相机的三维注册技术解决虚拟场景与真实场景不处于同一空间的问题,以使可视化仿真具有动态时效性;如何通过视频监控获取的三维场景信息与虚拟物体叠加,以解决传统可视化仿真中地形模型占用过多资源的问题,并提高可视化仿真效率.结合西南某大型水利水电工程,利用AR技术对该工程的施工进度仿真进行可视化展示.首先在无需建立地形模型的情况下实现了施工仿真和施工现场的紧密结合;其次,基于web service的数据查询和传输实现仿真成果的交互式动态三维场景查询,同时通过基于硬件的增强现实方法以更少的资源消耗实现了更真实直观的可视化仿真,为水利水电工程施工可视化仿真提供了新思路.     

某导弹突防的三维视景仿真与研究

以导弹的位置、姿态等数据为基础，研究导弹能否有效地利用敌方防御雷达的死区，躲避敌防御系统的袭击，并通过Vega-Creator-VC 仿真开发环境，实现导弹从发射、飞行至攻击目标的视景仿真，同时提出了三维对象建模中的关键技术、模型驱动中视点的变化和部件运动、场景处理中特殊效果的实现。本三维仿真系统符合仿真系统三维化的发展趋势，符合虚拟现实的要求，为导弹突防提供了逼真的三维场景。     

导弹飞行过程的虚拟现实

基于Vrmlpad软件平台,应用VRML开发导弹飞行过程仿真,通过交互界面的设计、三维对象的建模、模型的数据驱动以及视点的变化,建立了导弹的三维模型,制作了地形、天空等三维仿真场景,该系统能够实现导弹飞行的可视化仿真,可通过视景仿真终端从任意角度和距离观察导弹的飞行过程。     

基于特征点提取的影视动画场景色彩搭配系统

为提高影视动画场景色彩搭配效果,提出基于特征点提取算法的影视动画场景色彩搭配系统设计方法,构建影视动画场景色彩搭配的视觉认知模型。使用辅助视觉图像采样模型提取影视动画场景色彩搭配图形的辅助视觉元素特征空间结构,结合影视动画场景色彩搭配图形的三维分布特征量;利用特征点提取算法建立影视动画场景色彩搭配视觉元素RGB特征分解模型;通过视觉信息参数融合和三维视觉重建的方法,进行影视动画场景色彩搭配系统的软件平台开发,设计影视动画场景色彩搭配系统,采用三维重建软件,实现影视动画场景色彩搭配系统的视景仿真开发设计。仿真结果表明,设计的影视动画场景色彩搭配系统输出稳定性较高,可靠性较好。     

基于OpenGVS的湖山三维仿真系统实现

南京湖山地区是我国重要的地学教学基地,主要介绍基于OpenGVS SDK的湖山地区三维仿真的实现。简要地描述了利用湖山地区DEM高程数据与卫星遥感数据从场景建模到三维渲染的过程和系统结构以及多种功能的实现技术。重点介绍了独立设计的关于漫游引擎视点控制的算法与实现以及对OpenGVS函数库中视点控制功能的扩展,同时也介绍了如何在三维场景中进行动态数据表达和实现场景的通讯等相关技术。     

基于三维地理环境的雷达网探测威力计算与实时空情态势显控

基于三维GIS引擎,利用高清卫星图片、高程数据、各种地图要素矢量数据等信息,构建了包含地形、地貌等信息的逼真三维地理环境,实现了高效、灵活的图上查询、量测、分析、标绘等功能.基于XDraw剖面可视域分析算法,实现了地形和电磁干扰条件下雷达三维探测威力范围和二维高度层切片的实时计算与显示.以实装指挥信息系统为数据源,根据雷达情报诸元参数确定出空情目标性质后,利用相应三维模型实现了目标的逼真显示,并基于线性拟合算法实现了动目标模型的平滑控制.开发实现了三维战场态势显控系统,验证了所提方案的有效性和良好的效果.     

SuperMap RealSpace GIS在历史建筑三维重建中的应用研究——以杭州市锅子弄34号历史建筑三维重建为例

以始建于20世纪30年代杭州市锅子弄34号历史建筑的三维重建为例,用CAD、3DS Max等建模软件构建建筑主体以及附属建筑、周边植被环境等的三维模型,在SuperMap Object 6R开发平台的基础上进行二次开发;依托SuperMap的RealSpace GIS技术实现在大场景空间环境和室内空间环境下的三维可视化...     

基于虚拟现实的城市供水管网仿真系统

建立虚拟城市供水管网运行仿真系统,在三维场景中模拟城市供水管网运行工况,有明确的工程意义。首先建立供水管网工程数据库,以保证仿真模型具有较高的精度。进而利用MultiGen Creator构建供水管网阀门、管段等部件三维模型,建立城市供水管网三维模型。最后采用Vega驱动三维模型,通过VC++ MFC程序设计及EPANET工具箱实现运行工况视景仿真。基于虚拟现实的城市供水管网仿真系统可直观显示城市供水管网信息,实现对供水管网拓扑结构及各种运行工况的仿真。该系统克服传统地理信息系统的局限性,并且具有较高准确性和可靠性。     

太空场景的仿真及其应用效果

利用Microsoft Visual Studio和OGRE图形资源,以太阳系行星运动为背景,开发一个行星运行模拟系统,探讨构建太空场景的计算机模拟方法.采用的方法有:对于三维对象的静态,利用模型制作软件（如3DMax）将实体对象制作出来;对于三维对象的运动,用适当的计算方法进行编程实现.天体运动的仿真方法均通过编程得以模拟实现,能够自行在3D空间中运转.实验表明所设计的仿真方法,利用3D图形资源易于实现.     

基于Multigen Creator的三维地形应用实现

结合三维建模软件MultiGen Creator2.6的地形数据库模块,分析了三维地形生成的方法和技术.以航天发射场的地形为研究区域,根据航天发射场建模要求较高的实时性、精确性和真实感的特点,分别提出了新的地形源数据（栅格地图）转换方法,总结出了利用等高线带贴纹理的方法,并提出了Polymesh/Irregular Mesh（多边形网格/不规格网格）算法与采样型网格简化算法结合的方法.在此基础上,形成了一套行之有效的三维地形生成应用方案,成功建立了视觉效果较好的三维地形,已应用于航天发射场的三维模拟系统中.     

GIS在煤矿区塌陷监测中的应用研究

结合矿区开采沉陷研究工作的特点,分析了GIS在矿山塌陷监测领域应用的关键技术问题。通过GIS建模全面反映矿区的三维地理、地质信息及其内在属性,利用GIS的空间分析和图形显示功能对理论预计结果和现场监测结果进行综合分析,从而直观反映出开采沉陷对周围环境的影响程度及范围,希望能更好地为矿区经济建设,煤矿企业安全、生产、经营、管理及可持续发展服务。     

南三油库可视化信息系统设计

为了在油库发生火灾等突发情况时向决策与具体实施者提供可视化信息,以南三油库为例,通过构建油库要素的空间和属性数据库,在ArcGIS平台下实现三维可视化。通过.NET平台对地物属性查询、漫游、三维场景输出、GIS计算分析等功能进行了二次开发,设计出平面与三维视图为一体的油库信息系统。     

基于DEM的三维地图研究

三维地图的生成与分析是当前地理信息系统研究的前沿技术,具有严格的数学基础和计算模型.本文探讨了三维地图的数据基础DEM的类型,格网DEM的数据获取,研究了由三维空间到二维平面变换的基本原理包括两个基本处理过程:投影变换和消隐处理的基本原理和相应的算法、数学模型.     

基于鼠标跟踪的三维交互机制的研究

目的实现三维场景中符合自然习惯的六自由度的三维交互方式。方法在三维场景中建立一个和物理鼠标运动保持一致的3D鼠标(三维模型),3D鼠标在地图空间和视景体之内可以沿各个方向自由运动,超出时进行越界处理,以OpenGL的拾取机制为基础研究新的适用于3D鼠标的拾取方法。结果设计了一种基于鼠标跟踪的三维交互机制,描述了该机制的详细设计策略及原理,提出了3D鼠标运动、越界检测、拾取的有效算法,通过模拟实验实现了融于三维场景的真正意义上的3D鼠标。结论该3D鼠标操作逼真,能够在三维场景中自由运动、有效地进行越界检测以及精确地拾取三维场景中的物体,理论和实践证明该设计机制是可行的。     

一类新的网络游戏场景3D障碍信息表达方案

针对传统网络游戏的2D场景向3D场景演化过程中游戏服务器所面临的障碍信息存储和访问的技术难题,提出伪3D和真3D 2种解决方案。伪3D方案通过对原2D方案的数据结构和寻路算法进行扩展,在2D数据逻辑基础上实现3D游戏场景。真3D方案将原2D场景的数据存储方案在纵向维度上完全扩展,再应用RLE压缩算法,解决纵向扩展带来的数据膨胀问题,同时兼顾访问效率。研究结果表明:伪3D方案适用于非完全自由、有限层可表达的3D场景,完全兼容原2D数据存储格式、寻路算法及功能模块接口,具有开发周期短、实施成本低的优势;真3D方案适用于完全自由、无限层可表达的3D场景,能够满足复杂的3D场景需求,并在空间效率和时间效率方面取得了较好平衡,可实现大型3D网络游戏场景障碍信息高效表达及访问的需要。