一种适用于DVE系统的基于索引的XML路由算法

针对分布式虚拟环境（Distributed Virtual Environment,DVE）系统的数据特点,提出了一种基于索引的XML路由算法——IAFilter。该算法通过对DVE系统中的动静态XML信息进行划分,分别选用了更合适的匹配算法和过滤策略;同时,采用结构匹配和谓词匹配相结合的方法,减少了不必要的结构匹配,有效地降低了系统路由器上谓词匹配的复杂度,提高了算法的通用性和灵活性。最后,在自主研发的DVE仿真系统——AIMNET上的实验结果表明,该算法是可行和有效的。     

DVE场景精简的NP-Hard问题及其近似算法

高效的网格精简算法对于大规模DVE场景的实时绘制与传输均十分重要.目前已经提出了大量关于网格精简方法[1],但绝大多数网格优化算法都是面向实际应用的.我们却从计算机科学理论的角度出发,对这一经典问题重新进行了深入研究.首先,我们发现网格精简是一个最优顶点覆盖问题,即NP-Hard问题.然后,我们又提出了一种基于贪心算法的用于网格精简的最优顶点覆盖问题的近似算法.理论推导与实验数据都说明本文所给出的近似算法有效地减少了DVE场景的网格数量,能进一步提高DvE场景数据的网络传输速度.     

一种协同渲染环境下的场景管理策略

随着计算机图形学和虚拟现实技术的发展,场景的实时渲染逐步成为计算机图形学中一个令人关注的重要问题,而各种高沉浸感虚拟现实环境的出现使得多场景的协同实时渲染成为必要。因此,为实现多场景的协同实时渲染,提出并实现了一个协同渲染环境,并对其中采用的场景管理技术进行研究,采用八叉树和场景树相结合的方法对场景中的静态和动态实体分别进行管理,以此为基础,实施了场景管理与绘制相分离的策略。实践证明,利用这种场景管理的思想,结合通信机制,能实现多场景间的协同实时渲染,从而验证了这种场景管理思想的有效性。     

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GPU的自由立体显示器通用渲染算法

自由立体显示器作为三维显示器中的一种,能够产生具有空间感的三维映像,但在显示虚拟的三维场景时,需要对场景进行多视角渲染,渲染和数据传输次数都数倍增加,因而实时渲染成为难题。与传统的多视角渲染方法不同,提出的加速算法改变了渲染流程,把每个视角渲染后用于合成的子图像不再存回系统主存中,而是将这些子图像传入纹理内存。同时程序中采用了多处最新的OpenGL扩展功能,通过FBO将场景直接渲染到三维纹理,极大提高了纹理传输和多层纹理混合的效率,从而加速了整个渲染过程。另外,由于本方法保留了对各视角图像的独立渲染运算,对渲染场景具有很强的通用性。通过与其他算法的实验比较,证明了提出方法的通用性和稳定性,达到了实时显示的要求。     

分布式仿真系统的多通道视景生成

多通道视景生成可以给用户带来具有强烈沉浸感和宽视野的数据可视化效果。讨论了一种在HLA仿真架构下,基于PC机群的分布式仿真系统的多通道视景生成的体系结构,以及在该体系结构下各主要功能模块的工作流程。实验结果表明,该系统在实现分布式仿真系统数据驱动下的多通道静态场景、动态实体实时生成的同时,能够及时响应用户的交互操作,并且具有很高的性能价格比。     

面向手机的云端VR三维场景立体显示与交互框架

针对手机无法渲染可交互的高质量三维场景这一弊端,提出一种面向手机的云端VR应用框架。此框架结合云渲染和VR技术在手机端实现可交互高质量三维场景的立体显示,并以手机浏览器作为客户端,利用视频块流传输图像数据、消抖算法(AJA)处理交互数据,实现Web端轻量级渲染,不仅降低了移动端数据可视化运算成本,还避免使用插件和下载安装包。实验表明本文框架的显示帧率能达到30帧每秒,带宽控制在80 kb/s以内,能稳定地在手机上实现传统App无法实现的逼真VR体验。     

数字地球虚拟场景中实时阴影生成算法

针对数字地球虚拟现实三维场景中的实时阴影生成与渲染方法进行了研究,并根据数字地球场景本身数据量巨大、场景坐标范围巨大、以及动态调度频繁的特点,提出了改进渲染质量与渲染效率的方案.与经典的CSM (cascaded shadow map)阴影图算法相比,提出的方法虽然同样基于CSM的场景分割理论,但是对分割的范围进行了进一步的优化和界定,并且提出了地彤地物分别渲染的流程,以同时确保渲染的正确性和效率.还对阴影渲染和大场景动态调度策略之间的矛盾进行了分析,提出了有效的解决方案,并且对未来的工作进行了展望.     

基于SPN模型的分布式动漫渲染系统架构分析

对分布式动漫渲染系统的建模技术进行了研究,首先,分析了分布式动漫渲染系统中的两种典型架构--集中式架构和分布式架构的渲染过程,并在此基础上分别建立了集中式架构和分布式架构的sPN(Stochastic Petri Nets,随机Petri网)模型,然后进一步采用SPNP(Stochastic Petrt Nets Package)6.0软件对两种架构的平均时延进行了模型仿真分析,最后,得出了2种架构的性能优劣比较结论,为渲染系统在构建和设计阶段提供重要的理论依据.     

面向多视角渲染任务的超实时可视仿真系统

针对多视角渲染任务超实时可视仿真这一难题,从理论上分析了面向多视角渲染任务的超实时仿真实现原理及可行性,提出了一种仿真计算与渲染计算分离的超实时可视仿真系统架构;提出了一种基于并行渲染的超实时可视仿真方法,解决了渲染任务分配、仿真世界同步、渲染时机选择等关键问题。实现了基于虚幻引擎（unreal engine4,UE4）主从模式的超实时可视仿真系统;设计系统应用案例,测试了超实时仿真性能,验证了该超实时可视仿真系统在多视角渲染场景下的渲染效率和超实时仿真能力。     

DIS应用程序开发工具DVE-Link的设计与实现

从分布交互仿真程序框架入手 ,介绍了自行研制的开发分布交互仿真应用程序的工具软件包DVE-Link的主要功能和结构设计 ,讨论了使用DVE-Link进行分布交互仿真应用程序快速开发的方法和过程     

虚拟环境中一种基于用户QoS的切换策略

随着计算技术的快速发展,移动终端以其便携和移动的特性越来越多的应用于分布式虚拟环境当中。在支持移动终端的分布式虚拟环境中,切换是体现移动终端交互特性以及移动特性的关键问题。传统的切换策略大多以Received Signal Strength Indication(RSSI)作为是否需要进行切换的唯一依据,但是由于获得RSSI的信道扫描阶段较为耗时不能满足分布式虚拟环境中用户对实时性的要求。针对这个问题,给出了在WLAN环境下支持移动终端的分布式虚拟环境中一种基于用户QoS的切换策略。该方法通过对应用层可检测的特征进行分析,结合用户QoS综合作为信道扫描时机的判定条件。通过减少扫描次数,达到降低扫描延迟的目的,并在扫描/切换过程中采用DR(Dead Reckoning)算法来降低系统延迟造成的用户跳变感。试验证明,该方法较传统的切换策略更为灵活,对系统造成的延迟更小,并能很好的满足用户QoS需求。     

A Mobile Agent-Based Prototype of Heterogeneous Distributed Virtual Environment Systems

1.INTanDUCTIONRecently,distributedvirtualenvironment(DVE)becomesmajorissueofvirtualreality(VR).DVEhasextensiveapplicationforegroundinmanydomains,andarousesmoreandmoreat-telition-AparticipantinDVEmustinformitsownekistencetootherparticipats(involvingparticipant'spositionandorielltation),andioteractwithotherparticipats,etc..ThesefUnc-tionsaresolvedbyreal-timeconunnicationbetweentheparticipants,sothatgeographicallydisperseduserscansharethereal-timeuniformvirtualworld.Distributedcomputingt…     

分布式虚拟环境及其在虚拟战场中的应用研究

讨论了分布分布式虚拟环境ＤＶＥ的基本概念和经所涉及的关键技术,介绍了一个正在研制的典型ＤＶＥ原型系统的框架和功能。     

基于结构计算数据挖掘的可视化系统研究

为辅助工程设计人员理解结构分析计算得到的结果。根据工程应用的现状，提出有限元反演法并开发了一个基于结构计算数据挖掘的可视化试验系统3DVS。该系统的基本组成模块包括数据输入接口、结构建模、变换控制、真实感结构可视化、结构内力场可视化、剖面应力显示等。本研究所开发的试验系统成功地将大量数据转化为设计人员易于理解的形式，解决了现有CAD软件中结构计算程序输出数据不能满足三维可视化表现要求的问题，实现了科学计算可视化技术在建筑工程设计领域的新的探索性应用，证实了本研究能够为工程结构仿真服务，具有重要的实用价值和广阔的应用前景。     

真实场景的生成与实时绘制技术

真实场景的实时绘制是飞行模拟器视景系统开发的一个难点。本文介绍了采用大幅遥感卫星照片和DEM数据生成真实场景和使用IRIS Performer开发工具，实时绘制真实场景的技术，提出了采用区域分割，多精度模型等方法，将大片区域场景分成若干了子块，每块有几层模型的设计思想，提出了基于视步的场景数据动态分块调入与释放策略，应用该方法实时绘制的真实场景已投入飞行模拟训练，获得了满意效果。     

基于3DGIS的木构建筑群三维重建与可视化

迄今为止中国木构建筑及其建筑艺术与工艺的文献均已非常罕见,利用计算机技术保护和研究古建筑已经成为关键问题。介绍了一个基于三维地理信息系统木构古建筑群的动态可视化系统以及该系统的框架与工作流程,详细阐述了多细节层次技术(LOD)与CAD数据相结合进行精确建模的方法。为了达到逼真效果的实时浏览,提出了一个新的数据库管理引擎,并介绍了遮挡剔除和可编程实时渲染等加速技术。最后,实验分析表明基于3DGIS的动态交互式可视化系统是文化遗产研究与保护的有效工具。     

虚拟样机可视化仿真服务的研究与实现

为了实现虚拟样机仿真运行过程中可视化仿真资源的共享,将可视化技术与Web技术相结合,采用B/S架构和浏览器端显示技术,开发通用的可视化仿真功能模块以及相应的实时数据接口,实现了虚拟样机可视化仿真服务,使远程仿真用户能根据可视化仿真需求配置和请求可视化资源,定制二维地理信息显示/三维视景显示服务,从而在浏览器上快速创建虚拟样机二维/三维可视化仿真任务并实时运行,对可视化仿真服务的框架结构、关键技术及应用进行了相关研究和实现。