织物二维场景模拟软件的开发

根据实际纺织CAD中对纺织产品效果模拟的需要,开发了一种织物二维场景模拟软件.利用双线性插值法进行网格划分,运用此算法实现操作简单的曲面模型建立功能,减少了曲面模型建立中的人工操作,提高了曲面模型建立的效率.本系统运用纹理映射和计算机颜色模型等原理,利用双线性纹理映射方法,推导出一种便于编程、快速的插值方法,再采用像素点颜色合成的方法,将目标区域与纹理图像相应像素点的饱和度与通过一定比例结合在一起得出目标区域中各点的最终颜色值,较好地解决了纹理映射中的亮度补偿参数问题,避免了由于人为原因而造成的模拟失真.     

基于网格的球面虚拟实景空间搭建方法

提出了一种基于网格的球面虚拟实景空间搭建方法.首先针对采集的图像进行畸变校正,获得无畸变的图像;然后结合二维像素坐标和三维空间坐标之间的关系,构造初始模型的球面网格,并利用纹理映射的方法将图像投影到球面上;最后利用网格调整的方法调节图像边缘处场景缺失和场景错位现象,实现球面虚拟实景空间的搭建.与传统球面虚拟实景空间搭建方法相比,本方法只对网格点进行调整,时间代价低且场景具有较高的清晰度.     

机织物悬垂屈曲的数值模拟

开发虚拟服装试衣系统需模拟织物的悬垂和屈曲，而采用正交异性力学模型不适合织物．为此，笔者基于织物的细观力学模型，用有限元方法来模拟方形织物片铺在圆桌面上的悬垂和屈曲，该细观模型描述了织物由于其细观编织结构而特有的力学性质．织物片用8结点壳单元离散，这种壳单元被特别设计，能描述织物片在悬垂中发生的大转动．对织物片的屈曲模态进行了分析，对其后屈曲变形进行了计算，也进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验．模拟结果和实验的观测结果很一致．该研究为虚拟服装试衣系统的开发奠定了基础．     

柔性织物三维动态模拟中的网格剖分研究

论述了基于弹簧质点模型的柔性织物在三维动态模拟中网格剖分问题 ,针对剖分子区域的划分、子区域间拼接光顺性和任意区域下的二维剖分算法进行了研究 ,提出了一种解决此类问题的方法。     

虚拟大区域场景的建立与浏览研究

基于IBR的真实感图形绘制方法,对虚拟大区域场景的建立与浏览进行简要分析,并对其关键技术进行了研究。     

提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法

为减少分布式源荷双侧随机性及时序不匹配对配电系统经济运行的影响，提升区域内源网荷储多元功率互补协同，促进可再生能源就地消纳能力，提出一种全面兼顾分布式电源消纳、负荷需求响应、储能支撑及网络拓扑多元协同的配电网虚拟化网格划分方法。通过图论搜索算法遍历虚拟网格内所有节点信息，充分依托负荷需求响应节点、分布式电源节点以及储能节点建立虚拟网格信息优化模型。引入二阶锥规划松弛电压、电流辅助变量，获得优化后的网络潮流分布。考虑虚拟网格通信成本，兼顾虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度，建立了虚拟网格分区划分目标函数模型，提出虚拟网格分区划分策略。以IEEE33节点系统为案例，对所提出的虚拟化网格分区划分策略进行验证，结果表明虚拟网格分区划分方法可提高源荷匹配度、虚拟网格供电率以及经济性。     

一种基于视点的大规模地形生成算法

采用视点相关的LOD技术提出一种简洁有效的方法，实现大规模地形场景的实时显示；把视野区域分为两种：基于地面车辆的视野区域和基于飞行器的视野区域，并提出相应的算法，达到地形实时显示速度与地形大小无关、算法中还提供了对视野区内背对观察者的场景进行剔除的方法和一种有效的网格评价算法、计算表明，该算法可以有效减少网格，提高场景显示速率．     

复杂产品虚拟样机资源网格化应用

在分析网格体系结构和网格服务的基础上，对数据库、模型库的访问和调用方法封装成网格服务，从而实现将数据库系统纳入网格的应用环境，给出复杂产品虚拟样机资源网格化应用的结构并阐明工作流程，从虚拟样机的设计过程分析系统的需求，建立复杂产品虚拟样机的仿真网格门户，实现虚拟样机设计过程的协作和资源网格化应用。为网格环境下复杂产品虚拟样机技术的实现提供了应用基础。     

广义拉格朗日乘子的虚拟区域法在泊松问题中的应用

基于广义拉格朗日乘子法，采用虚拟区域公式求解泊松边值问题．该方法的特点是所有的计算都是在辅助简单区域上进行的，原始区域嵌入到这个虚拟区域中．辅助区域的简单性使得可以用一致网格剖分构造有限元空间，产生具有特殊结构的刚度矩阵．数值实验表明，该方法随着网格的细化，相对误差越来越小，计算值越来越接近真解，计算值与真解的相对误差为0．177585．     

基于虚拟现实技术的电机的虚拟运行

介绍和分析了虚拟现实技术,提出了基于3DS MAX和VRML的产品网上三维虚拟的展示方法.以典型的三相绕线式异步电动机为对象,基于面向对象的方法来描述其基本结构、主要部件的几何特征、运动特性和功能特点,运用3DS MAX对其进行三维建模、建立其虚拟展示的场景模型,并结合VRML的虚拟交互技术和外部编程接口技术EAI对已建立起来的电动机虚拟场景进行交互式虚拟操作.在此基础上,构建了基于VRML的电动机运行状态模拟的网上展示系统,使得用户可基于Web的互动方式远程、透明地访问、浏览、观看和了解该设备不同视觉角度的三维结构、动画演示、主要特征等.     

立交桥三维虚拟场景建模与指定路径的实时漫游

城市道路交通网络的日益复杂,使得现有的二维电子地图无法直观地反映道路之间的交错关系,因此基于二维电子地图的车辆导航系统在复杂的道路交叉口的路径引导就显得无能为力．基于这一现状,提出了利用三维视景仿真建模软件（MultiGen Creator）和三维实时仿真软件（MultiGen Vega）对立交桥进行三维虚拟场景建模与指定路径的实时漫游．论述了场景建模和场景漫游的关键技术,并在VC＋＋6．0的环境下将仿真结果生成脱离该软件环境的可执行文件,为现有的基于二维电子地图的车辆导航系统提供一个交互式的、高质量的、高逼真的虚拟场景．     

Web-Based Interactive Simulation of Weft Knitted Fabric

In order to realize parametric simulation of three- dimensional (3D) fabric structure based on web,a 3D model describing a plain knitted fabric,in which the cross- section of the yarn is circular shape and the path of the yarn is cubic B-spline curve,is proposed in this paper. With this model,the 3D simulation of the loop and of the basic structures of the knitted fabrc is realized by using Virtual Reality Modeling Language (VRML). The virtual simulation scene is suitable for network transmission with freely available VRML browsers and can be translated,scaled and rotated quite arbitrarily. By using Java and External Authoring Interface (EAI) technology,the web- based interactive simulation platform of weft knitted fabric is established. The user can input type of structures,basic fabric parameters,and yarn colors interactively to obtain a more realistic simulation result in real-time. A new approach is provided to imitate the knitted fabric 3D appearance on network.     

基于分布式虚拟现实的高超声速飞行器仿真系统

针对高超声速飞行器X--38,基于Java和虚拟现实建模语言(VRML),提出并具体实现了一个基于客户机/服务器模型的分布式虚拟仿真系统,重点讨论了其中的三维场景建立与动作事件建模、分布式网络结构设计与数据库管理、场景接口实现等关键技术.虚拟仿真系统实际运行效果良好.该系统具有良好的可移植性和可扩展性,易于大规模部署,也可方便地进行二次开发.     

基于XNA的建筑虚拟仿真平台的研究与开发

在虚拟仿真平台中,运用虚拟现实技术,参考实际建筑情况,建造形象逼真的虚拟场景,可以使工程师的思维更加形象化,概念更加容易理解.用C#和XNA研究开发一个能满足动态交互控制以及各种3D模拟演示的建筑虚拟仿真平台,并通过实例初步验证了该平台的实用效果.     

视景仿真中液压挖掘机与地形的动态交互

液压挖掘机视景仿真系统通过采用ROAM算法动态管理和实时绘制地形网格,并利用Bezier曲面方法设定控制点的运动路径以逼近铲斗内土壤表面形状的方法,实现了液压挖掘机与三维地形的动态交互,逼真地实现了挖土和卸土效果的模拟。开发的视景仿真系统为驾驶培训人员提供了逼真的、具有高度沉浸感的虚拟内部操作场景,真实感强,具有极佳的交互性。     

基于LOD的多边形网格简化算法的优化

介绍了LOD的多边形网格简化算法，通过对LOD的多边形网络简化算法的改进，从而能有效地加速复杂场景的渲染，不仅能实现连续的转换LOD模型，而且能提高虚拟环境中实时仿真的效果。     

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

基于VRML-Java的虚拟现实技术在可视化装配中的应用

为实现建立在开放技术标准之上的可视化装配系统，本文对基于VRML－Java的虚拟现实技术在工程设计领域的应用进行了研究，提出了一种新型的Web环境下3D交互仿真结构，3D模型下载到客户端显示，复杂的运算和仿在服务器上进行，从而实现服务器端装配模型和客户端显示模型的分离，在此基础之上可以完成VRML场景的动态生成，装配控制、碰撞检测以及装配过程的动画回放等功能，该结构不仅可用于网络环境下的可视化装配，也适合于其他领域基于Web的科学可视化。     

Development of an Accurate Urban Modeling System Using CAD/GIS Data for Atmosphere Environmental Simulation

This paper presents an urban modeling system using CAD/GIS data for atmosphere environmental simulation, such as wind flow and contaminant spread in urban area. The CAD data is used for the shape modeling for the high-storied buildings and civil structures with complicated shape since the data for that is not included in the 3D-GIS data accurately. The unstructured mesh based on the tetrahedron element is employed in order to express the urban structures with complicated shape accurately. It is difficult to understand the quality of shape model and mesh by the conventional visualization technique. In this paper, the stereoscopic visualization using virtual reality (VR) technology is employed for the verification of the quality of shape model and mesh. The present system is applied to the atmosphere environmental simulation in urban area and is shown to be an useful planning and design tool to investigate the atmosphere environmental problem.     

基于SGI平台的目标观测仿真研究

在研究Vega的基础上,采用虚拟仿真技术,通过模型对象在场景中的方位和属性设置,分析并确定模型的初始姿态,并通过对观察者使用栓系模式定位和分析,将观测者和目标角色对象进行绑定,成功地演示了目标观测的三种不同角度的视景仿真.该系统可以真实地模拟目标观测过程,提供了一个通用的仿真平台,可以大大降低虚拟视景仿真建模中的开发成本,并对同类虚拟仿真的研究也具有重要的指导意义.