基于Skyline的空战仿真数据三维可视化回放研究

对空战仿真数据进行三维可视化回放,直观逼真地还原空战仿真过程,为用户了解空战过程中任意时刻、任意视角和任意目标的信息提供交互工具,对研究空战有着重要意义.设计了基于Skyline的空战态势三维可视化回放实现方法,并对空战仿真数据的压缩存取、目标的动态加裁,标牌显示、带轨迹变化的态势拖放等实现方法,实现了数据的三维可视化回放,并有效提高了态势回放效率.     

基于三维地质模型的TBM施工动态可视化仿真

针对TBM施工涉及因素众多、地质条件复杂的特点,提出将三维地质建模技术引入施工仿真,对基于三维地质模型的长隧洞TBM施工进行动态可视化仿真研究.构建了TBM施工区域三维地质模型;全面考虑地质因素的影响,按照不同岩性条件选取参数并建立仿真模型,进行隧洞TBM施工过程仿真分析;根据仿真成果将施工信息与三维动态面貌进行耦合,实现基于三维地质模型的TBM施工过程动态可视化.实例分析表明,该方法改变了仿真结果传统的表现模式,为全面地掌握长隧洞TBM施工过程提供一种新的分析工具.     

基于World Wind的RNP飞行程序三维可视化仿真

针对所需导航性能(RNP)飞行程序的虚拟现实验证问题,结合RNP飞行程序的特点重点解析了航线及RNP隧道的结构和计算方法。利用World Wind三维地理信息系统的二次开发功能,提出了一种RNP飞行程序三维可视化及模拟飞行的方法,实现了高分辨率地理环境下飞行航迹、包容区隧道的三维可视化及动态的模拟飞行。最后利用该方法对典型的RNP飞行程序进行了仿真,结果表明该方法能够方便快速地完成RNP飞行程序三维仿真,可用于RNP飞行程序的设计及验证。     

基于VRML的多晶体晶粒三维形貌仿真及可视化研究

根据模拟微观组织的Rappaz连续形核模型和晶粒的细胞生长法,对多晶体凝固过程中晶粒组织进行了三维建模。采用面向对象的计算机仿真技术,完成了晶粒的三维形貌仿真;并将由VC 6.0中生成的仿真结果自动转换为VRML2.0的场景文件;在浏览器中实现了三维仿真结果可视化。在PC机上实验表明,所构建的仿真模型较好地模拟了多晶体的三维形貌;从而为多晶体材料微观组织的研究提供一种三维数字化模型。     

基于GIS的海洋观测数据三维可视化仿真研究

在分析海洋观测数据三维可视化必要性的基础上,提出在海洋GIS中集成海洋数据三维可视化功能是解决当前海洋观测数据信息深层次挖掘难题的关键。对海洋观测数据三维可视化关键技术,包括三维可视化开发技术、海洋要素场数据模型、海洋要素场三维可视化流程、离散观测数据内插方法等,进行了系统分析。此基础上,根据海洋观测数据的特点,选择OpenGL和IDL作为三维可视化开发技术,采用C＋＋和VC＋＋语言开发用于海洋观测数据处理、分析的三维可视化组件CMa3DView,并集成到自主研发的海洋GIS系统——MaXplorer中。实际应用表明,基于提出的海洋观测数据三维可视化方法能较直观的再现复杂的海洋环境,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具。     

基于激光扫描数据的三维可视化建模

利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了三维空间地物可视化建模研究,提出了利用地面固定激光扫描数据建立建筑物三维可视化模型的框架。针对激光扫描数据的特点进行了地物分离和降噪处理,提取目标建筑物,去除测量噪声和遮挡物;应用平面分割和Hough变换对目标物识别并提取特征点、线、面,进行目标建筑物立面整体匹配纠正,在此基础上,对原始测量数据进行重新采样和多站点拼接配准,得到正确的、完整的目标建筑物立面信息;通过构建三角网建立三维表面模型,通过进行纹理映射实现三维模型可视化表达。试验结果表明,利用上述方法可以有效地处理三维激光扫描获取的空间点位数据,实现对建筑物快速三维可视化建模。     

基于GIS的混凝土坝施工三维动态可视化仿真研究

为简化水电工程混凝土坝施工仿真的建模，同时实现施工过程中复杂动态时空逻辑关系的直观表达，提出了基于GIS的混凝土坝施工三维动态可视化仿真方法。通过计算分析不同方案下大坝施工的具体技术指标，可得到合理的大坝混凝土浇筑进度计划，并应用GIS技术在建立的混凝土坝施工系统数字模型基础上，用三维动态演示技术将复杂的大坝施工过程用运动着的画面形象逼真地描绘出来，从而为工程施工组织设计与管理提供了强有力的可视化分析手段。     

基于改进射线追踪和三维可视化的UWB信道仿真

结合几何光学和一致性劈绕射理论,实现超宽带确定性信道的仿真。应用类似矢量网络分析仪的原理,计算超宽带信道的时域响应和信道损耗。在应用基于镜像的射线追踪方法进行路径计算时,引入了一种控制仿真深度的方法。该方法在构建镜像树时预测每个子节点可产生的最小衰减值,并将其与期望衰减阈值进行比较的,以达到控制镜像树规模的目的。与以反射和绕射阶数控制仿真深度的方法相比,该方法在保证同样精确度的条件下能够有效地减少计算时间。为了增强仿真结果的表现形式,仿真借用3D游戏平台,实现了信道损耗的立体可视化。

Abstract：

A deterministic Ultra-Wide Band （UWB） channel simulation in a complex indoor environment was performed using GO/UTD （Geometrical Optics/Unified Theory of Diffraction） method.The time domain response and path loss of UWB channel were computed on the principle which is similar with VNA （Vector Network Analyzer）.When image-based ray tracing method was used to compute the propagation paths,an algorithm of controlling the depth of image tree was introduced to improve the simulation performance.It limits the scale of image tree by predicting the potential minimum attenuation,which may be caused by a ray propagating from root node to child node,and comparing the predicted value with an expected maximal attenuation threshold when image tree is being constructed.Compared with simply using reflection or diffraction orders to control the scale of image tree,using this method can effectively reduce the computing time in the same accuracy condition.In order to enhance the representation of the simulation result,the visualization of path loss distribution was implemented by a 3D game platform.     

基于OpenGL的冷轧轧制过程可视化仿真

虚拟轧制系统可以为现有轧机的设计和现代化改造提供技术支撑和仿真试验环境;可以探索现有轧机工艺特性,改善工艺参数,以提高产品的质量与产量。根据1200四辊轧机,采用先进的OpenGL建模技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术,建立了一套能够完成设备仿真、控制仿真和管理仿真的冷轧轧制过程动态仿真系统。可以实现不同情况下的仿真,并且能够对输出结果进行追踪。     

基于三维纹理的水下三维声场直接体可视化

声波是潜艇进行水下目标探测的最有效手段,因而在潜艇水下作战环境三维可视化研究中,水面舰船和水下潜艇声能场的可视化是核心技术之一,应用硬件加速的三维纹理技术实现了三维声场直接体可视化。仿真结果表明该方法在三维声场可视化中,能够实时生成高质量的体可视化图像。     

基于视景通道的透镜成像过程仿真技术研究

针对计算机成像模型在使用过程中存在的不足,提出了对该模型进行完善与改进的方法。首先根据数字变焦原理,推导出放大倍率与视锥角的关系公式,实现了视景通道的变焦功能,该方法计算量小,效果逼真;其次,提出了一种镜头对焦过程的仿真方法,它充分利用粒子系统技术模拟对焦成像由模糊到清晰的过程,不仅获得更真实的图像效果,且满足实时性要求。上述改进后模型与实际摄像系统原理基本一致,增强了仿真系统视觉效果逼真性与沉浸感。由于该方法在工程上极易实现,可以在虚拟现实系统中广泛应用。

Abstract：

A way that could be improved was brought forward on the pin-hole camera model in allusion to the problems of the insufficient cue of depth. The relation formulas of the magnification and aspect angle were concluded according to the principles of digital zoom and the zooming function of visual channels was realized. The implementation of this method is simple and the effect is realistic. Besides,a simulation method for the course of adjusting focus was proposed,which brought blurry images into focus by particle system. Both vivid images and real time requirement could be achieved. The ameliorated model runs in the same way as the real camera system on the theory,thus enhancing the fidelity and immersion of visual effects. It is so easy to implement in project that this approach can be used universally in VR systems.     

高动态飞行器姿态解算及三维视景仿真研究

建立了高动态飞行器姿态解算的数学模型,探讨了利用等效旋转矢量法解算姿态角的方法,并与四元数法进行了比较。建立了飞行器、地形、地物的三维模型,利用计算出来的数据进行飞行器的实时三维视景仿真模拟。三维视景仿真对直接观察、验证高动态飞行器的运动变化规律提供了极大的便利。     

三维自由曲面形成浓淡图的研究

双Ｂｅｔａ样条曲面是由具有几何连续性的双Ｂｅｔａ样条曲线构成,本文从双Ｂｅｔａ样条曲线的基函数入手,给出了这种曲面的算法原理,以此为基础的曲面造型系统ＦＳＭＳ已经实现。本文介绍了ＦＳＭＳ系统采用的光照模型的算法和形成浓淡图的处理方法,并给出了应用实例。     

基于三点法的地空导弹攻击过程可视化仿真

地空导弹攻击过程可视化仿真包括数学模型的建立和可视化场景的实现,精确的数学模型是场景高度逼真的前提.分析了地空导弹在空气动力、发动机推力和重力作用下的受力情况,建立了在三点法引导时导弹攻击过程的运动方程组,并给出了目标在蛇形机动时导弹相应的三维弹道曲线.最后运用OpenGL图形库,研究了天空、地面以及导弹飞行尾焰和爆炸场景等特殊效果的生成方法,实现了导弹攻击过程的可视化仿真,较精确地再现了三点法引导时地空导弹的飞行过程.     

基于Vega的飞机防滑刹车系统视景仿真

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真的分布式的体系结构,其中视景驱动程序的设计采用基于MFC的Vega。     

基于OpenGL的导弹攻击过程可视化仿真

运用OpenGL图形库,研究了三维对象的建模方法、特殊效果产生技术、模型的数据驱动及视点变化技术。建立了舰船、飞机和导弹的三维模型,制作了大海、天空、岛屿、爆炸等特殊场景。实现了导弹攻击过程的可视化仿真,试验者可通过视景仿真终端从任意距离和角度观察导弹的攻击过程。     

基于分层模式的视景仿真系统研究与设计

视景仿真系统作为虚拟现实的重要表现形式和系统仿真的重要手段,已被广泛应用于各行各业。针对视景仿真系统的可扩展性和可移植性需求,提出了一种基于分层设计模式的视景仿真系统体系结构,详细阐述了基于分层模式的视景仿真系统总体框架的建立和各个模块的设计,并通过一个导弹攻防系统的设计实现验证了该体系结构的可行性和灵活性。     

基于Matlab的不规则海浪三维仿真

讨论了二维不规则长峰波海浪和三维不规则短峰波海浪的模型的建立，并在海浪谱分析的基础上进行了仿真研究。在Matlab仿真系统中为了得到较为真实理想的海浪模拟效果，作者提出了对仿真图形进行了波面细化，海浪颜色和光照等加工处理的方法。     

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.     

基于HLA火灾联合救援行动视景仿真系统的设计与实现

依据HLA的基本概念、方法和原理,建立了一个火灾联合救援行动视景仿真系统,以解决城市中的突发性灾难事件,如火灾和交通事故等.在HLA的体系框架下,给出了联邦成员的分类及实现,FOM/SOM的设计和视景仿真系统的编程实现.该视景仿真系统能够向智能救援指挥中心(IRCC)提供对突发火灾事件的直接救援可选方案,并向每一个救援单位提供最好的救援计划.