基于PC的大屏幕立体投影与快速边缘拼接

针对当前显示技术成为虚拟环境系统追求高分辨率与高沉浸感的瓶颈,提出基于PC的大屏幕立体投影系统,实现虚拟环境的高分辨率及高沉浸感;该系统需要多台投影机进行投影,因此带来多投影机投影图像的配准与无缝拼接,提出一种快速边缘拼接技术,实现复杂场景漫游中的大屏幕立体投影多投影之间的无缝拼接。     

基于T样条拼接的彩椒果实可视化研究

彩椒果实表面具有沟痕深、凹凸性强等特征,难以获取曲面造型所需控制点。为克服以上缺点,提出利用T样条无缝拼接的方法进行彩椒果实几何建模。首先根据形态特征将彩椒分为若干片段,利用三维扫描仪获取各片段三维数据点,然后应用NURBS曲面分别建立各个片段的模型,最后使用T样条的无缝拼接算法将各片段组合为完整的彩椒模型,并在VC++和OpenGL平台得到了真实感较强的彩椒果实可视化模型。实验表明,该方法不仅能够拼接片段之间的缝隙,还能极大地增加模型的真实感。     

扬州市区京杭大运河水污染可视化模拟研究

以京杭大运河扬州市区段为研究对象,根据其水文特征选定了一维和二维水质模型.研究了如何实现污染时空分布的可视化模拟.详细讲述了可视化模拟的几个关键技术,即基本框架、河流栅格数据提取与叠加显示、水质模型的数值化处理与集成、多点排污计算与颜色匹配、污染曲线绘制及多时相历史污染再现.开发河流水污染可视化模拟系统,对扬州市区京杭大运河真实数据和假设数据分别模拟,效果良好.创新点在于将地理信息和专业的水污染模型无缝集成,并将数据、模型计算和结果表达集成在统一的实时可视化平台中.     

大范围流域内水体三维仿真研究

建设数字流域的一个重要方面是利用数字流域水文地理信息平台建立起洪水演进仿真模拟系统。文章以大范围流域内的水体仿真为研究对象,详细描述了三维水体仿真的快速傅立叶变换(FFT)模型,并给出FFT模型的计算机实现方法及流程。在水体的三维仿真方面,借鉴大地形仿真技术,提出了水体仿真的细节层次技术和无缝拼接技术,并最终将研究结果应用于清江流域的可视化仿真系统。     

STL模型的立体显示及其多屏拼接

介绍了基于微机的多通道STL模型交互式立体显示系统。首先由程序提取STL文件三角形面片以及向量坐标信息,进行数据冗余处理和顶点向量的光滑处理,并通过OpenGL生成可视化的STL三维实体模型。利用偏振光叠加的方法实现立体显示功能,提出了以网络同步功能为基础的多通道多屏拼接方案,开发了基于SpaceBall的交互功能,实现对STL模型的位置及姿态进行控制。作为低成本的虚拟现实系统,该系统方案可应用于多种领域。     

基于海量空间数据的实时地形视景仿真算法研究

随着数字地球和数字城市概念的提出，建立海量空间数据的实时地形视景仿真系统受到了越来越多的关注。建立了多分辨率空间数据的四叉树结构模型，提出了基于屏幕分割的LOD数据装载算法和基于相同地理空间大小的LOD数据分割方法，实现了任意方向和分辨率数据块之间的无缝拼接，融合了视相关和地表特征的地形简化方法，同时综合运用了可视区数据的各种预处理手段，提出了可视区数据小号更新算法．通过原型系统开冀。在微机平台上地形绘制速度可达每秒25帧.     

NMD系统对抗过程三维可视化关键技术研究

在NMD系统对抗仿真过程中，针对三维可视化表现方面宏微观结合、多实体、远距离和非平面多局部坐标系统一的需求，提出了一种适应上述需求的Globalview表现方式，设计了系统的场景图组织结构和可视化系统体系结构，并对NMD系统对抗过程中可视化效果实现的关键技术进行了详细介绍。     

用于触觉建模的生物组织切割特征多参量采集

基于图像及三维磁跟踪的方法，设计了生物组织切割过程的多参量（切割力，切割深度及切割速度）采集系统，并针对猪肝脏，心脏，肌肉等软组织进行了系统性能的实验验证；研究了手术刀在切割不同组织时，切割速度，切割深度等与切割反馈力，破裂极限间的相互关系，并初步给出了手术刀连续切割的力反馈触觉模型；为进一步研究生物组织的物理特性及基于真实的切割过程的手术模拟提供了实验条件。     

双通道触觉交互系统中牙科手术工具之间动态交互的力觉仿真

介绍了基于双触觉交互装置的双通道触觉交互系统（牙科手术训练系统）中动态工具交互仿真的分析和实现。动态工具交互是指探作者同时探作两台触觉交互装王导致虚拟环境中工具之间发生接触和碰撞的力觉仿真，它是双通道触觉交互牙科手术训练系统的重要组成部分。提出了计算工具和显示工具的概念，将图形显示与虚拟力的计算和输出解藕，保证了图形显示过程中，虚拟环境中的工具不会发生空间的重叠和干涉。同时，工具之间的交互被分为自由空间运动、碰撞和碰撞后挤压三个阶段，碰撞和挤压阶段分剐提出了虚拟力计算模型，保证了虚拟力计算和输出的快速性、逼真性和稳定性。     

航空发动机半物理仿真试车系统的设计研究

针对研发中航空发动机试车具有危险度高、操作难度大等问题,应用增强现实技术,设计了集试车操作培训、试车过程分析和典型性能故障模拟等功能于一体的半物理仿真试车系统。在分析发动机模型响应快速、计算准确和对人的操作高度仿真等特点的基础上,系统介绍了异地分布式仿真系统架构设计、发动机系统计算模型可视化和三维视景系统试车数据3D实时可视化等关键问题的研究和实现方法,为其他领域中数字化生产提供了理论和方法基础。     

多投影面沉浸式虚拟环境的快速构建方法

针对多投影面沉浸式虚拟环境构建过程中几何校正、边缘融合过程的调试和维护繁琐、费时的实际情况,采用基于相机反馈的方法实现了投影面图像在曲面屏幕上的畸变校正以及多投影面画面之间的对齐校正和边缘亮度融合,给出了一种快速构建小型多投影面沉浸式虚拟环境系统的实现方法。最后给出实验结果,证明了此方法对解决多投影面沉浸式虚拟环境系统几何校正和边缘融合问题的有效性。     

面向流场可视化的沉浸式虚拟现实交互系统研究

针对基于二维显示交互环境的流场可视化应用由于深度信息不足导致交互效率较低的问题,引入虚拟现实技术,提出具备多样化交互方式的沉浸式流场可视化系统。该系统基于凝视与手势交互技术,设计并实现了基于用户手势的导航方法与三维交互控件,基于用户凝视与手势的沉浸式交互面板,以及基于可视化场景的沉浸式交互管理方法与基于可视化算法树的可视化网络管理方法,对用户交互进行了系统化管理,能够在沉浸式环境提供对典型流场可视化操作的全流程支持。用户实验结果表明：该系统能够在典型流场可视化场景下为用户提供高效、自然的交互。     

The Immersive Cockpit System for Capturing Natural Heritage

1 Introduction1 Preserving natural heritage has been identified as an important task in many countries. However, if damage to such heritage is unavoidable during the development, we may want to record the natural heritage before damaging it. One way is to acquire the 3D geometric information of the natural heritage. So that we can render it later. However, if the natural heritage is very large in scale and very complex in geometry, acquisition of such large-scale environment is infeasible an…     

船舶轮机模拟器CAVE系统设计与关键技术研究

设计了一个用于船舶轮机仿真训练的五通道CAVE系统,给出了详细的系统配置。按模块的功能,将软件划分成轮机仿真核心模块、轮机三维仿真模块、轮机二维仿真模块及前台缓存处理模块,并详细介绍了各模块的功能与划分依据。为保证仿真过程中数据与图像的同步,设计并实现了多通道同步机制。给出了虚拟机舱自动漫游算法及交互实体行为模型。该文设计的高度沉浸感船舶轮机模拟器视景系统可有效节约航海教育的实船训练成本。     

融合多元触觉和沉浸式视觉的可移植VR软件框架

多元触觉和沉浸式视觉反馈的时空一致性配准以及现有VR软件框架中硬件设备的接入便捷性问题,制约了医疗、商务、娱乐等不同行业中视触觉融合场景的快速开发。为解决这一难题,提出融合多元触觉和沉浸式视觉的可移植VR软件框架,根据视触觉反馈精度要求的不同设计了双层和三层架构兼顾视觉渲染、触觉渲染、硬件控制的不同需求。实验结果表明该框架具有支持视-触融合同步反馈、硬件平台可移植、图形场景开发简便和交互场景可快速替换等特点,能够满足不同领域的交互应用需求。     

最小顶点覆盖问题的DNA分子算法

最小顶点覆盖问题是找给定图G中覆盖每条边的最小顶点子集,这个问题即是一个著名的NP 完全问题。给出了基于分子生物技术的图的顶点覆盖问题的DNA算法。算法的关键是数学问题到DNA链的映射,对图中的顶点进行恰当的编码,以便于使用常规的生物操作及生物酶完成解的产生及最终解的分离。依据分子生物学的实验方法,提出的算法是有效和可行的。最后指出了该算法的优点、存在问题及下一步的研究方向。     

基于多智能体系统的协同交互式进化计算模型

协同交互式进化计算由于缺乏通用模型而限制了其应用范围。针对该问题，结合多智能体系统结构的灵活性和异构特点，提出基于多智能体系统的协同交互式进化计算模型。模型由交互式进化计算单元和协同单元构成，并给出了每个部分的详细功能描述。采用面向智能体的程序设计方法，提取不同功能组件，给出相应组件的语义描述及派生关系。以网络环境下的服装设计系统为例，给出系统结构及组件派生实例。结果表明该模型的合理性，为协同交互式进化计算的广泛应用奠定了基础。     

Networked 3D Virtual Museum System

1 Introduction1 Based on the technology fusion of information technologywith cultural and natural heritage, virtual heritage technology has been emerging with the culture technology. Especially, new media technologies, from 3D media technology to virtual reality, are very promising ones expected to satisfy heritage representation such as the naturalness, the sensation of depth, realism andtangibility . Moreover, virtual heritage technology can provide us the virtual exploration of heritage th…     

一种多通道曲面投影系统的几何校正方法

几何失真校正技术是虚拟现实投影系统中的关键技术之一,文章针对曲面多通道大屏幕投影显示系统,提出了一种在极坐标系中基于纹理贴图的几何校正方法。该方法采用角等分原则将二维纹理网格化后在三维坐标系中进行贴图从而实现几何校正,可以适用于投影面为柱面、球面、极坐标参数曲面以及投影机非正投影等情况。试验结果表明该方法能够快速的完成几何畸变校正和通道间的拼接融合,具有良好的实际应用价值。     

高炮分布交互仿真系统组成及其关键技术

简单介绍了高炮分布交互仿真系统体系结构，分析了警戒雷达仿真、指挥系统仿真和高炮仿真所需要的支撑技术，包括计算机系统软件和自己开发的一些通用软件。另外，对目前市场上应用比较多的分布交互仿真开发工具ＶＲ－Ｌｉｎｋ的部分功能进行了分析，并与我国开发的软件进行了比较。