基于Internet的大规模城市建筑三维场景可视化研究

城市场景的构建是数字城市的基础.在互联网上实现大规模城市建筑物场景实时绘制,受到带宽瓶颈及三维可视化海量数据吞吐量的限制.通过分析其特点后,设计了适合网络传输的三维模型数据结构和充分考虑可视化效率的系统服务架构,提出了完全层次四叉树与集合的混合结构的数据组织模型,分析和论证了构建模型依据和方法.然后,讨论了建筑物场景的调度策略和方案.开发了虚拟地球平台GeoGlobe并运用于两个应用系统.实验和应用结果表明,能在普通PC机上实现大规模建筑物场景的流畅调度、实时浏览,可视化效果和用户体验好.     

基于AR技术的多人互动地球仪系统

为解决地球大数据因具有多源、高维、时变和海量等特征而难于理解和分析的问题,提出一个基于AR的多人互动地球仪系统。融合AR技术的系统架构,实现虚拟信息与实物地球仪无缝叠加的虚实结合效果;设计了数据可视化展示方案,实现对地球大数据在三维立体空间中的可视化展示;提出了一种轻量级的多人多终端协同机制,提高系统的实用性和趣味性。该系统不仅为探索地球奥秘提供了新手段,也为向公众进行科普教育、从多个角度认识地球、解读地球大数据提供了新方式。     

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。     

数字录像实时监控系统的设计与实现

数字录像监控系统是由集成了数字化视频录像技术、数字化视频压缩技术和软件多画面分割器的数字硬盘录像机组成的监控系统,其网络化实时监控功能的实现是系统的重要组成部分。本文讨论了数字录像实时监控系统的网络体系结构,并给出了系统的设计和实现方案。     

基于虚拟样机的激光传输模拟仿真系统开发

可视化模拟仿真激光脉冲的传输过程,对激光研究和应用具有重要意义。基于激光传输装置的运行需求,提出了一种基于虚拟样机技术的模拟仿真方案。使用基于改进了的粒子系统来等效处理激光在仿真场景中的形态与运动,以VisualC＋＋6.0为开发平台、Vega为仿真引擎、以MatLab和SG99为实时数据处理工具,构造了激光传输装置虚拟样机模型,实现了激光脉冲的可视化建模,建立了一个三维可视化激光传输过程的仿真系统,完成了对激光传输过程三维模拟、仪器工作状态监控和仿真信息查询等功能。     

虚实融合的探究式实验系统研究

随着个性化教育理念的多元化发展，以着重自主探究、实践能力培养，基于形成性评价的探究式教学受到关注。面向探究式教学的需求，提出了满足探究式学习理论的虚实融合实验系统框架，并以化学实验为例开发了虚实融合系统和交互套件。通过物理传感将用户行为、交互套件、交互界面等多模态信息融合，与真实空间的数字图形孪生系统绑定，并通过流体模拟和高精度图形渲染生成实验现象，回馈给交互界面。同时，通过数据模型与行为可视化将用户的学习状态进程综合信息，实时反馈给教师，从而辅助教师根据学生状态进行探究引导，形成有意义的探究式教学。     

三峡库区洪水演进三维可视化仿真研究

介绍了三峡库区洪水演进三维可视化仿真系统的开发.探讨了基于高精度、大范围DEM数据的断面控制点提取方法,采用网格逼近的方法生成了三维河道地形,与大尺度流域三维场景形成嵌套结构;在与一维水动力学模型集成的基础上,提出了基于断面的河道边界搜索算法,采用动态纹理技术和纹理坐标求解实现了大范围水面动态模拟;开发了三维场景中手动和自动漫游方式,实时信息查询以及淹没过程分析模块.所研制的系统使流域洪水演进模拟具有真实自然的可视化效果,可有效地模拟流域洪水的三维演进过程.     

"数字矿山"三维可视化研究

构建了“数字矿山”三维可视化框架模型,主要分为数据操纵、映射和绘制三个子过程。设计了“数字矿山”可视化系统模型,以集成式混合策略为基础,根据不同的应用目分别采用互补式和转换式混合策略。将体视化技术引入“数字矿山”三维可视化领域,针对“数字矿山”实体对象的不同特征和构模方式建立了光线投射方法、MarchingCubes方法和基于OpengGL技术几何绘制方法的适用条件并进行了实例验证,取得了逼真的效果。     

基于实时测控数据驱动的航天可视化仿真系统

随着我国航天事业的发展,对航天测控可视化系统仿真技术的要求也逐步提高.文章以我国嫦娥一号卫星首次月球探测工程为背景,分析并口研究了基于实时测控数据驱动的可视化仿真系统需要实现的功能,并针对过去实时视景仿真系统中视点设计适应性差、缺乏灵活性等弊病,提出了可应用于航天探测视景仿真的通用视点设计步骤,实现对三维视景灵活多变的实时渲染显示.     

虚拟地理环境三维可视化系统构建

以现阶段虚拟地理环境发展为背景,介绍了虚拟地理环境平台的整体建设,分析了三维可化系统在平台建设中所起的作用,针对虚拟地理环境的特点设计开发了三维可视化系统VirtualGIobal,并深入探讨了开发过程中数据组织、场景构建.数据调度、渲染策略等关键技术的实现.经验证,该系统能够符合地学分析可视化的要求,较好的完成地理环境的可视化表达.     

基于数字海洋环境的视景仿真系统研究

对海洋地理信息的三维可视化技术进行了深入研究。以MultiGen Creator和Veea为三维视景开发平台研究了三维模型的重建问题和海洋环境的生成技术，主要包括海洋信息的提取和实物建模，利用大规模数据库管理技术实现场景的区域化管理，采用星际模型和粒子技术模拟自然环境等。最后论文将生成的数字海洋环境嵌入潜艇航行训练模拟器的三维视景仿真系统中，根据潜艇当前的位置和姿态实时更新场景数据，为训练人员提供更加逼真的训练环境。仿真结果表明，该视景系统能满足模拟器的实时性和逼真性要求。     

基于ROAM算法的弹坑实时可视化系统设计

基于复杂的虚拟战场环境仿真及三维游戏的高逼真度要求，多分辨率动态地形的实时可视化，近年来在国内外得到了普遍的重视和研究。在前期初步研究动态地形的表示及动态地形多分辨率实时可视化的基础上，基于ROAM静态地形算法的动态扩充，设计了弹坑实时可视化系统的仿真管理。并初步实现了战场环境中弹坑的实时可视化。     

可视化仿真测试方法在地铁车载系统中的研究

提出了一种为地铁车载系统搭建可视化仿真测试平台的方法,给出了详细的系统架构和设计方法。该方法使用MultiGenCreator建模,通过网络协议、串口协议将仿真测试平台与车载系统相连,实现了车载仿真测试平台的界面直观、操作方便。该方法具有一定通用性,可应用于一般嵌入式实时系统中。     

大型武器装备故障诊断训练系统仿真开发研究

在分析大型武器装备故障诊断训练系统功能需求和任务规划的基础上,设计了集教学培训、模拟训练和综合考核为一体的仿真系统总体框架,确定了其运行平台开发、数据库管理和机电液一体化系统建模的具体内容.并对运行平台的可视化操作界面开发、三维交互控制和底层数据通信,系统数据库管理信息设计,一体化系统设备三维模型、工作原理模型、故障任务模型和操作工序模型的创建,以及训练系统开发进行了分析和实现,为大型武器系统故障诊断训练系统开发提供了方法和技术指导.     

洞庭湖防洪预警三维虚拟仿真系统平台研究

开发了洞庭湖防洪预警三维虚拟仿真平台,将整个洞庭湖区及周边场景在计算机中虚拟展现.系统开发中应用大范围DEM数据、遥感影像数据、航拍数据和水系、道路、堤岸等矢量数据及实景图片资料,采用地形自动建模软件Terra Vista和地物建模软件Creator完成了大范围地形地物的建模,并对洞庭湖水系精细建模后,与大范围场景形成嵌套建模结构.建立了三维可视化平台,探讨了系统开发中的关键技术,如场景模拟控制、图层读取显示、水体自适应建模等技术,实现了场景的三维可视化及漫游、1954和1998年历史洪水在三维场景下淹没范围的显示以及重点垸和蓄洪垸的显示;并对蓄洪垸内洪水的动态演进过程进行了模拟,能实时显示蓄水量.该系统可提高防洪决策的科学性和效率,为洞庭湖区的规划设计以及防洪调度提供了真实友好的虚拟平台,     

基于GIS水电工程施工系统三维动态图形仿真技术

针对当前三维动态图形仿真技术的发展及其在水电工程施工领域应用要求的特点，文章研究了基于GIS的水电工程施工系统三维动态图形仿真方法及应用。文中首先探讨了基于GIS的可视化仿真技术原理与方法，然后在水电工程施工系统分析的基础上，设计了三维动态图形仿真系统的仿真信息的可视化组织方法及开发模式，分析了工程施工三维数字模型的构造过程，最后详细介绍了系统功能的实现。开发了一个能科学、直观、逼真地表现水利水电工程施工过程三维动态图形仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

基于VegaPrime的大型流域三维管理系统实现

随着数字流域概念及虚拟现实技术的发展，三维仿真系统作为一种全新角度的管理方法和技术手段，在流域的现代化管理中越来越体现出其重要性。讨论了基于Creator／CTS/VegaPrime平台的大型流域三维可视化管理系统的实现方法，通过采用荆江流域30米分辨率DEM数据、15米分辨率ETM＋遥感影像和1米分辨率航片数据进行流域大面积精确三维地形建模，开发了一个基于MFC的荆江流域三维仿真管理系统，并通过加入水利设施模型数据及属性数据，实现属性信息的查询和分析功能，使系统具备了基本的流域三维可视化管理功能，在技术层面，该文通过Virtual Texture、多级LOD以及分块地形动态载入管理技术的应用，解决了在大型流域仿真中大面积高精度纹理的处理及实时漫游的难点。     

山西省万家寨引黄工程三维视景仿真系统实现

以山西省万家寨引黄工程三维视景仿真系统实现为例,论述了系统中各类场景资源的实现或优化方法,以及实时漫游、实时信息查询、实时交互操作和三通道显示等系统功能的实现方法,并通过将以音、视频为主要特征的多媒体技术和图形化操作界面引入视景仿真系统中,实现了视频、音频、图表、三维虚拟场景的"虚实结合",丰富了视景仿真系统的表现内容、表现手段和表现手法,提升了系统的表现力和震撼力.     

仿人机器人三维实时仿真系统的研究与实现

利用仿真来研究、分析和检验仿人形机器人在步行过程中的受力,对于改进和提高它的步行控制方法具有非常重要的意义。本文首先介绍了作者用OpenGL图形库开发仿人形机器人三维实时仿真系统和全方位观测技术,然后通过分析环境作用力对机器人的影响,提出了在点支撑、线支撑和面支撑三种模式下,机器人的平衡条件和失稳时翻转的旋转轴及旋转速度的求解方法;最后将上述方法应用到机器人三维实时仿真系统中,实现了仿人形机器人控制的可视化,为仿人形机器人研究提供了强有力的手段。     

集成多通道反馈的人体动作仿真系统设计与实现

在飞机、船舶或其他重工企业中的大型复杂产品和工作地布局设计中,针对开发早期一般无实物原型的情况,利用虚拟现实和数字人建模技术设计并实现了一个用于复杂产品工效学测评的仿真系统.系统通过动作跟踪技术捕捉参试者的动作,控制三维虚拟现实环境中的数字人,根据数字人与其他物体发生的干涉实时向测试者提供多通道反馈,来保证动作仿真的真实程度并提高测试者的沉浸感和交互性.初步实验验证了系统的可行性.