虚拟座舱实时视景仿真系统的设计与实现

本文首先阐述了虚拟现实技术在虚拟座舱视景仿真领域的应用，并通过三维可视数据库对物体及地形场景进行了建模，然后利用实时开发应用程序对场景动画进行驱动，最后实现了虚拟座舱的实时视景仿真系统。该系统可以完全满足虚拟座舱实时性的要求，为研究座舱仿真系统的视景实时生成问题提出了新的解决方案。     

交互式飞行视景仿真系统的设计与实现

基于六自由度运动模型,提出了Vega环境中飞行运动的数学表示及其C 语言描述方法,构建了通用的基于C /Vega的交互式飞行视景仿真系统的驱动程序流程和模块化功能结构,并基于MFC构架利用Vega的实时仿真驱动开发了交互式的实时飞行视景仿真系统。该系统可与控制主机、光电跟踪设备一起形成控制闭环,模拟飞机对运动目标的跟踪过程,并将相应的飞行参数以仪表的显示方式输出,辅助用户测试和评估光电跟踪设备的性能。     

基于瞄准镜视景的单柄跟踪激光测距仿真系统设计

计算机图形图象技术的发展促进了视景仿真水平的提高，本文就是基于微机以ＯｐｅｎＧＬ为工具的图形图象实时生成技术在火控系统武器装备视景仿真中的应用。文中讨论了动目标（飞机）的视景模型和运动模型、瞄准镜的光学功能仿真模型和运动模型、战地背景的视景模型和运动模型等的原理和实现方法。同时，对在ＷＩＮＤＯＷＳＮＴ下的硬件操作和利用实装进行交互的方法作了简要介绍。     

基于视觉范围的自适应阈值DR模型研究

在介绍DR模型在分布交互式仿真中应用的基础上,分析了视景仿真中当前几种DR模型在解决运动实体"跳动"问题时所具有的局限性;提出了基于视觉范围的自适应阈值DR模型的数学建模理论基础和建模方法,并利用视景仿真系统Vega中的接口函数给出了相应实例;结果表明该模型不仅能有效抑制运动实体的"跳动",而且对提高整个仿真系统的效率也具有积极作用。     

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Vega的潜艇虚拟视景仿真

结合某型艇航海训练模拟器中潜望镜视景仿真系统,研究了基于Vega环境的视景系统的开发方案,并建立了虚拟的战场环境和场景模型,实现了视景环境中实时驱动、控制模型和碰撞检测,生成了逼真的海洋效果和环境特效.仿真结果表明,该系统可使受训人员产生强烈的沉浸感,改善训练效果.     

水下航行器视景仿真系统的研究

基于软件平台MultiGenCreator和Vega开发出DIS环境下航行器视景仿真系统。提出了视景点的软硬件配置要求；论述了基于Creator的实体建模方法、基于creator建模和Vega软件环境的海面、水下等海洋环境效果的生成方法、视景仿真软件的开发过程以及整体系统的实现等关键技术。仿真结果表明，该视景系统逼真地演示出水下航行器仿真过程，并且满足系统仿真的实时性要求。     

车辆驾驶模拟器视景数据库中复杂物体三维数据的生成

本文介绍了车辆驾驶模拟器视景数据库中复杂物体的三维数据的生成方法，主要讨论在普通微机上生成复杂的三维物体的微型，可见性，遮挡关系等。     

列车运控系统视景仿真的设计与实现

研究了一种基于虚拟现实技术的视景仿真系统,并将其应用于地铁列车运行控制仿真系统中。设计了基于数值分析的通信数据的拟合算法,很好的解决了视景输出的实时性问题。从视景仿真模块与列车运行仿真平台间的通信、场景模型的建立和简化、视景仿真程序等方面对该系统进行了介绍,并给出了视景仿真结果。该仿真系统已应用于北京地铁环线基于通信的列车控制（CBTC）实验线路的研究与开发。     

一个视景仿真平台的设计与开发

从功能定位入手,介绍了使用Visual C++基于DirectX SDK设计并实现一个视景仿真软件平台的思路和方法。该平台采用了基于共用内核的双平台总体架构,建立了可重用的框架和二次开发机制,采用功能实体-集合管理-用户界面三层设计模式,提高了代码重用度,在降低问题复杂度的同时提高了开发效率。该视景仿真平台建立了可扩展的可视对象管理机制、实现了中小规模场景的显示优化和高效地形匹配计算、实现了基于粒子系统的烟云、雨雪、爆炸、燃烧等特殊效果的逼真显示以及对于关键帧动画的支持。最后介绍了应用案例。     

一种加速复杂场景绘制的可见性判断算法

论文研究了基于微机平台的复杂场景实时生成的关键技术,采用面向对象技术构造了虚拟场景的树型层次组织,提出了基于三维地形的场景空间层次包围盒构造方法,基于空间层次包围盒进行快速可见性预判断和LOD层次计算,实现了一个基于微机平台的复杂场景实时生成系统,并应用于虚拟战场的实时仿真。     

主动式红外条件下的视景仿真技术

夜视条件下的视景仿真是VR虚拟环境中的关键技术。现代高科技兵器都配备有夜视装置，在虚拟战场演练和训练模拟器的视景系统中应该支持对夜视仪成像的仿真。结合主动式红外工况下虚拟场景的实现，阐述了主动式红外的成像原理；介绍了其视景仿真实现的基本思路；对移动光源的使用进行了详细的阐述；介绍了场景材质的使用和视口遮蔽光圈的制作方法及其应用。     

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。     

一种基于视角剖分的可见性算法

文中提出了一种适用于在给定视点运动路径情况下,处理三维场景的可见性预处理算法。首先对所有可能的视线方向所对应的立方体进行细分,然后对分割后的平面沿着运动路径移动所形成的光束体进行可见性预处理,最后合并这些光束体得到对该运动路径的可能可见面集合(PVS)。由于能够有效的剔除被较大的物体遮挡的小物体,使得PVS中的面片数量远小于整个场景的面片数目,这样就可以避免绘制完全不可见的物体,从而提高场景的实时绘制的速度。     

面向虚拟环境的场景管理关键技术及其实现研究

研究面向虚拟环境的场景管理关键技术并加以实现。构建了一种能有效描述大规模虚拟环境的场景图和基于该场景图的场景二叉树(SBSP)，以此为基础，实施了场景管理与绘制分离策略。提出一种基于多线程入口的大规模虚拟场景的实时调度方法，该方法由入口根据化身的运动对空间进行实时调度，能避免传统调度方法的复杂的多线程通信。以上述关键技术为核心，利用OpenGL和C 开发了虚拟环境原型InteVRl．0，该系统可实现大规模虚拟环境的场景管理和实时漫游。     

基于Java和MySQL的虚拟现实动态场景构建方法

虚拟现实建模语言（VRML）作为描述网络三维虚拟场景的标准，已广泛应用于各行业的可视化仿真相关研究，然而VRML以及其新标准X3D在动态场景的构建和场景对象的实时信息获取方面很不完善，通过建立用于存储虚拟场景物体的几何特征参数的MySQL数据库，利用VRML语言提供的JavaEAI编程接口，并结合JDBC数据库驱动技术，实现了基于Java Applet的从MySQL场景几何信息数据库到虚拟现实动态场景的实时快速构建，以及场景对象到对应属性信息数据库记录的连接，最后给出了水电工程混凝土大坝浇筑过程可视化仿真的应用实例。     

基于人工生命方法的虚拟鱼行为模型

传统的虚拟生物行为动画是通过关键帧技术实现的,存在一些不足。因此,提出一个基于人工生命方法的虚拟生物行为模型,并以虚拟鱼为例,通过将人工生命方法和虚拟现实技术结合,可以在不需任何关键帧的情况下实现虚拟鱼的多种行为仿真,不仅具有虚拟生物的基本特征,而且其真实感强,可应用于虚拟生物教学和实验中。     

虚拟场景展示系统研究

基于软件平台MultiGen Creator和Vega，开发出了集漫游、设计与一体的虚拟场景展示系统。文中分析了该系统实现的整体结构及开发过程，论述了仿真模型的获得、纹理的处理、模型的转换和简化等技术的实现，以及Vega中有关自由度控制、碰撞检测、输入控制、文字声音提示信息、地图提示功能、物体的拾取等编程设计。结果表明，开发的虚拟场景展示系统，可广泛用于建筑布局规划、房地产效果展示等领域，具有良好的市场前景。     

增强现实系统中自适应光照调节技术研究

增强现实系统中要解决的关键问题之一是光照一致性,它是确保虚拟物体表面光照效果真实感,使其能和真实环境很好的融合的关键.系统中必须配合真实光源的情况,在虚拟物体上制作出明暗、反射、阴影等光照效果.通过对光照一致性问题以及由光照引起的相关问题的研究,引出了光照模型理论,推导了基于镜面反射的光照检测方法,研发了一个自适应的光照调节系统,较好解决了虚实场景的光照一致性,并且成功地将自适应的光照调节系统应用在基于投影的AR系统中,得到了良好的视觉效果.     

网上博览会虚拟场景在线拖建技术研究

在互联网上采用Web3D技术动态构建网页上的虚拟场景,让用户参与场景的搭建,将大大提升网上虚拟展览馆的互动性。以＂2010年中国上海网上世博会＂专项项目为研究背景,引入用户在互联网浏览器的页面上实现拖放场景元素动态搭建三维虚拟场景的方法,重点讨论了Web页面拖放检测技术,将包围盒射线求交法与最近平面坐标系转换法进行结合并应用于Web页面,实现三维对象的拖放和定位,阐述了分布式存储模式下的虚拟元素索引和虚拟场景动态在线构建综合应用的动态生成方法。实验证明该方法简单有效,为Web客户端的三维虚拟场景快速交互构建提供了便捷的方法。

Abstract：

The interaction of the virtual pavilion online is enlarged by means of making Internet visitors participate in the construction of virtual scene and interact with it on web pages,which has been achieved by using the Web3D technology. Under the background of ＂Expo Shanghai Online＂,a method of dragging and dropping elements on web pages which dynamically generate 3D virtual elements online was introduced. The Drag-and-Drop Building technology which was applied on web pages through the combination of Ray-Box Intersection and Coordinates Transfer method based on the nearest plane was mainly discussed as well as the comprehensive application of virtual elements indexing under the distributed storage pattern and dynamic generation of virtual scene on Internet. Tests proof that the method is simple and effective,which provides a convenient way for Web3D clients to interact with the 3D scene rapidly.