医学增强现实建模方法研究

利用纹理映射和刚体变换配准方法,实现了女护理人模型图像结合中国数字女虚拟人数据集重建的解剖模型得到医学增强现实模型的显示.图像引导脑囊肿手术仿真中增强显示了脑囊肿、手术探针、颅骨、脑组织、护理人皮肤和MRI医学图像,显示了术前手术路径及周围脑解剖结构,增强了外科医生手术的真实感和精确性.     

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.     

双参数Beta过程联合字典遥感图像超分辨

为了改善遥感图像超分辨重建(super-resolution reconstruction,SRR)效果,针对以往仅适用于单特征空间的稀疏字典超分辨算法,提出同时适用于两个特征空间的双参数Beta过程联合字典(Beta process joint dictionary,BPJD)遥感图像SRR方法。首先,根据遥感图像退化模型生成训练样本图像,并分别对高、低分辨率图像进行分块和Gibbs采样,生成字典训练样本。然后,依据BPJD,建立连接高、低分辨率遥感图像空间的双参数联合稀疏字典,将字典稀疏系数分解为系数权值和字典原子的乘积,依据字典原子指标训练和更新字典,得到高低分辨率联合字典映射矩阵。最后,进行遥感图像超分辨稀疏重构。实验结果表明:所提方法可自适应地缩小字典尺寸,能以更小尺寸的稀疏字典重建更高质量的超分辨遥感图像,重建结果图像的纹理细节信息更丰富,峰值信噪比和结构相似性度均有提高。     

基于Matlab/Simulink的脑-机接口系统设计

脑-机接口技术是在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接的交流和控制通道,它不依赖于脑的正常输出通路(外周神经系统及肌肉组织),是一种全新的对外信息交流和控制方式.利用慢皮层电位进行脑-机接口的设计,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型.离线分析结果表明,该方法在分类准确率上有了很大的提高.     

扩展真实结构模型模拟植被冠层半球图像

半球成像技术是植被冠层结构非接触测量方法中的重要手段之一,但是在提取针叶林等复杂植被结构参数方面精度较低。目前,利用多波段计算和多相机比对来提高精度成为研究热点。由于仪器和环境条件限制,地面试验较为困难,因此开展半球图像模拟试验非常必要。目前的模拟研究仅集中在可见光波段,且多考虑单次散射,因而不适应多波段的模拟需求。基于球形投影和画家算法,对计算机真实结构模型RGM进行了扩展,充分考虑多次散射,实现了可见光、近红外和热红外多波段植被半球图像的快速模拟。模拟实例显示,扩展模型能有效而逼真地模拟不同类型冠层下方的不同波段的半球图像,并在可见光波段模拟出较好的太阳和天空效果。该扩展模型将为植被冠层结构测量和遥感反演研究提供有利支撑。     

星空背景下空间碎片的图像仿真研究

为验证针对空间碎片的探测器的搜索跟踪算法,在对空间碎片的亮度进行详细计算的基础上,提出了利用STK、Matlab、3dmax等多软件平台制作仿真图像,供遥感探测器半物理仿真系统使用的方法.应用表明,这种仿真图像能准确地模拟目标特性变化和空间星空背景,图像产生过程对硬件依赖性小,对整个探测器研制过程中的各个节点所作的仿真验证,都能提供相应的特征图像,通用性好,便于广泛推广.     

基于NSST域的红外和彩色可见光图像融合

为了进一步提升彩色可见光和红外图像的融合质量,提出了基于NSST和颜色空间的彩色图像融合方法.首先将RGB空间的彩色可见光图像变换到更符合人类视觉系统的颜色空间,其次利用NSST可以更好提取图像细节信息的优势,对颜色空间的非彩色分量和红外图像进行NSST分解,对分解后的低频系数采用基于方向信息测度的系数选择方案,对高频系数则采用基于隐马尔可夫树(hidden Markov tree,HMT)模型的系数选择方案,然后对经过选择融合的低、高频系数进行NSST逆变换,得到的融合图像作为新的非彩色分量,结合已有的分量将其逆变换回RGB空间,得到最终的融合图像.仿真实验证明了方法的有效性.     

基于复数小波变换的景像匹配算法

讨论了一种基于复数小波变换的景像匹配算法 ,并以此算法为基础给出了一个高效的景像匹配模型。依据生物视觉的空间频域通路思想 ,利用复数小波移动不变性 (shiftinvariance)和实数离散小波快速算法 (Mallat快速算法 )将图像分解成多层 ,模拟生物视觉的感知过程 ,分别在高、低空间频域内进行了由粗到精的快速匹配。通过实验证明 ,与传统的景像匹配算法相比具有速度快、匹配概率高、抗干扰能力强等优点。     

空间目标天基监视分布式仿真系统设计

以HLA在航天系统仿真领域的广泛应用为背景,设计了基于HLA的空间目标天基监视分布式仿真系统。在系统架构层面,设计数据层、模型层、任务层的分层结构。在系统设计方面,设计仿真控制成员、天基监视成员、光学载荷成员、空间目标成员和视景仿真成员,建立天基监视系统中的轨道动力学及机动模型、姿态动力学与控制模型、载荷指向及目标成像模型。在系统实现方面,基于RTI进行系统集成。应用Vega Prime和OpenGL实现天基监视视景仿真和光学成像仿真,完成空间目标天基监视任务的仿真验证。     

"偏振光的研究"实验的计算机虚拟技术及实现

采用面向对象的方法抽象出实验中的各个元件和它们的表征属性及相互关系,进行数学和图像建模(包括静态和动态图像模型),在实验场景模型控制下调动各仪器紧密结合、协调工作,实现了实验场景和仪器操作的逼真性、虚拟实验的可设计性。本文介绍了为实现上述目标,在软件设计和技术实现上的创新。     

大规模VRML虚拟场景的快速浏览算法

对大规模VRML虚拟场景的优化方法进行了深入讨论,提出了一种简单的大规模VRML虚拟场景模型的快速浏览算法。通过建筑物位置和浏览者当前视点位置的判断,动态地调入和调出相关建筑物模型,仅仅将浏览者可见的视觉圆域内的建筑物调入VRML浏览器。该方法简单易行,不仅可以明显地提高大规模VRML虚拟场景的动态绘制速度,同时又大大地减少了浏览器对虚拟场景的下载时间。     

基于Cortona解释器的VRML Automation软件开发技术

VRML Automation是建立在成熟的OLE Automation技术基础上的全新虚拟现实软件开发技术。通过该技术提供的接口，高级语言能够方便地访问和操作VRML场景中的对象，将高级语言在人机界面、网络、数据库等方面的集成功能与VRML的虚拟现实建模优势和虚拟场景的三维运动变换优势有机结合，可以方便快捷地建立各种灵活高效的仿真系统，从而大大拓展VRML语言在实际生活中的应用。本文通过Delphi环境下的示例，详细介绍了基于Cortona VRML解释器的VRML Automation软件开发技术。     

VRML及其在分布式多用户虚拟环境中的应用

介绍了VRML的发展历史、现状及VRML的场景图结构,分析了VRML描述三维虚拟世界的能力。最后讨论了利用VRML结合Java语言创建基于Internet的多用户虚拟环境的方案。     

VRML模型创建工具中可视化交互操作的设计和实现

虚拟现实模型语言VRML可用于构建基于Web的虚拟现实,由于直接用传统的文本编辑加浏览器验证的构建方法,未能提供所见即所得的建模手段和可视化的交互操作模式,不便于VRML虚拟场景的创建。鉴于此,在研究VRML现有规范的基础上,用VisualC 6.0作为系统开发平台,用目前通用的3D图形API标准OpenGL实现模型的真实感显示和动态预览,建立了一个VRML模型创建工具,并提供了可视化的交互操作模式,使得用户无须直接接触VRML代码,即可建立基于Web的虚拟场景。     

基于VRML的可视化虚拟场景生成工具的研究

构造和生成VRML虚拟场景的流行工具和国内的研究多保持在用VRML文本编辑器直接书写程序的方式上，研究通过在场景上的图形操作，非编程地生成VRML场景的实现方法，并开发了一个实用系统。该方法不需要用户了解VRML语法，生成过程方便快捷。     

虚拟现实模型语言在Web仿真中的应用

介绍了虚拟现实模型语言（VRML）,VRML编程以及它的Web仿真中的应用,并分析了它未来的发展前景。VRML不仅为实现Internet上动态的、交互的三维场景提供了标准的、合适的、平台无关的描述方法,它和Java语言的集成,为实现交互的3D图形、强大的编程能力、VRML与数据库交互、实时性、多线程和网络访问等提供了可能。这些技术,正广泛地应用于Web仿真中。     

基于Java和VRML虚拟场景通信方式的研究

虚拟现实建模语言(VRML)是描述虚拟场景的一种标准。VRML 2．0标准一经推出，就引起人们的高度重视。然而大多教应用对静态场景的构造设计和利用VRML本身的事件路由进行简单的交互等处理得比较完善，对于如何从场景中获得用户需要的数据、如何让用户能够精确地设置场景的参数等深层交互功能却没有得到应有的重视。本文就VRML语言与Java程序结合的方法进行了研究，讨论了Java和VRML的通信原理，用Java实现了从场景中实时获得指定点的坐标、得到指定地点的信息、动态控制场景等功能，利用它在网上建立真正交互式的三维多媒体境界，并在此基础上建立了校园导游图的应用实例。     

基于VRML的虚拟环境生成工具的研究

虚拟现实建模语言VRML可应用Internet网上构造第二代WWW。但由于自身的繁杂性,直接构造三维虚拟空间较为困难,若能设计VRML生成工具,这就大大提高工作效率。本文主要讨论创建VRML生成工具的基本方法,最后我们利用生成工具完成一个应用实例。     

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。