基于X3D的仿真可视化支撑服务研究与实现

X3D集成XML,Java以及流媒体技术支持基于Web的三维可视化建模和渲染,是当前Web3D的标准.网格技术是一种新兴的Internet计算模式,通过构造动态的虚拟组织实现计算资源的共享与协作.本文将X3D技术与网格技术、J2EE技术相结合,构建基于Web的仿真可视化支撑环境体系结构和相应的可视化支撑服务,实现广域网内基于浏览器访问、共享和组装多种武器、地形、特效的三维模型,快速定制和构建三维可视化应用,构造虚拟仿真环境.对仿真可视化支撑环境体系结构及服务实现的关键技术进行了详细的介绍.     

基于映射簇的Web数据挖掘研究

传统特征选择算法在多维Web数据中由于其数据对象自身固有的稀缺性而常常失效。在典型多维Web数据挖掘应用中，不同数据对象集合对于不同雏度集合而言可能聚类会更好，且在每个簇的具体子空间中维度数将可能非常大。事实上，为所有簇查找出单个的小雏度集合是不可能的。本文应用映射簇的概念来明确簇与雏度的关系，将聚类问题转化为映射簇问题，从而简化计算提高挖掘效率。最后给出相应的算法。     

基于视点预测的大规模地形的实时渲染

实时渲染中帧速率往往与地形规模呈反比,尤其是大规模地形的渲染,在单PC下很难达到实时.对此提出了一种基于视点的可见她形预测算法,动态加载地形数据,降低了图形硬件需要处理的数据量,有效提高了大规模地形的渲染速率.同时,针对大范围地形集中加载引起的画面停滞现象,采用外推算法对视点的运动进行预测,对即将进入视锥内的地形数据进行提前加载,实验结果表明,随着地形规模的增大,该方法的渲染速率变化小,实时性能良好,场景画面平滑流畅,可用于虚拟现实或仿真中的地形构建、实时生成等相关领域.     

基于DOA参数的雷达信号预分选

主要讨论了利用雷达信号的波达方向（direction of arrival, DOA）参数对多部雷达的脉冲信号进行分组预分选的问题。为提高分类可靠性,提出了一种新的相似系数的计算方法,首次利用相似矩阵进行特征值分解的方法对大量脉冲的DOA参数进行聚类数目判断。经初步统计,当类内离散度与类间离散度差值在0.34以上时,最终的判别结论可信度接近并可能大于80%。在此基础上提出了以类别数目作为停止条件的层次聚类法,该算法简单易用,经过多组数据的试验,取得了较好的聚类效果。     

基于光照贴图的Web3D全局光照协作式云渲染系统

提出一套视点无关的Web3D协作式全局光照渲染系统,以解决Web3D动态光照实时渲染问题。整套系统由负责全局光照的云渲染器和负责直接光照的Web渲染器构成,并把用户行为作为计算全局光照范围和频率重要参考依据。云渲染器在光照贴图中渲染光照数据,流式化传输到Web渲染器;Web端在对场景进行直接光照渲染后,通过采样光照贴图信息以获得包含全局光照信息的强真实感场景渲染效果。经实验表明,本系统在云端和Web端均有优异的效率表现,并体现出渲染计算强度轻量化、渲染效果真实化。     

基于X3D的虚拟场景交互架构的实现方法研究

在分析X3D(Extensible3D)与VRML异同点的基础上,对X3D的系统运行内部机制进行了讨论,并使用SAI(SceneAccessInterface)的方法对虚拟场景进行交互。对通过外部原型操作物体定性运动进行了分析,并说明了具体实现的方法。以X3D-EDIT作为原型系统的开发工具,给出了虚拟环境中实现人机交互的应用实例。     

一种基于会话聚类算法的Web使用挖掘方法

Web使用挖掘作为数据挖掘的一个重要任务,有助于了解用户群体的特征,从而为其提供个性化服务.提出了一种基于用户会话聚类的Wei使用挖掘算法.首先,对Web日志预处理采用基于时间窗的用户会话识别方法,提出了一种基于三元组的用户会话表示方法,并在此基础上给出了基于网页语义相似性的会话处理方法,该方法能够在保持用户兴趣不变的情况下有效降低会话维度;其次,提出了一种基于时间及频次的用户会话相似性度量方法;最后,设计了一种两阶段PS-KM会话聚类算法,先用PSO方法进行全局搜索再转入基于K-means方法的局部聚类过程.仿真表明了算法的有效性.     

X3D:新一代面向Web的交互式三维图形规范

当前虚拟现实造型语言(VRML)的国际标准存在严重问题,阻碍了面向Web的交互式三维图形技术的深入发展。为此,Web3D联盟提出了下一代面向Web的交互式三维图形规范X3D。X3D采用XML编码,以软构件技术为指导,定义了一个小型运行内核、一组API和多个扩展集,具有小型化、可扩展、与Web上的多种标准互操作和与多种媒体紧密集成等特性。本文主要介绍了X3D的产生背景、概念和组成,并在此基础上分析了X3D的关键技术和X3D浏览器的实现。     

基于用户访问兴趣的Web日志挖掘

Web日志挖掘可以发现访问者兴趣和需求, 提出了一种改进的以访问时间、点击次数以及访问路径共同刻画用户的访问兴趣的Web日志挖掘算法. 首先以Web日志为基础构建相关矩阵, 使用平均访问时间相似度和访问路径相似度共同度量用户访问兴趣的相似程度, 最后采用直接聚类去除相交项的聚类算法将相似用户和相关URL聚类. 实证分析结果表明该算法能较好地解释用户的实际访问兴趣, 从而为网站提供相应的运营建议.     

多无人机3D侦察路径规划

针对现有路径规划方案忽略侦察区域优先级以及缺乏对侦察区域中新发生事件的跟踪,而导致规划路径不能适应动态环境和无法根据侦察区域重要性来执行优先侦察等问题。首先,提出将侦察区域重要性作为必要优化指标,与无人机能耗和飞行风险值等7个优化指标加权联合,构成路径优化过程中评估生成路径的多目标效用函数,从而使得规划路径可以反映侦察区域优先级特性。然后,提出了基于事件检测的侦察区域重要性值更新机制以提升路径规划方案对动态环境的适应性。最后,采用粒子群算法求解最优路径。仿真结果表明,利用所提路径规划方案生成的侦察路径能最大限度优先覆盖重要侦察区域,并且所提更新机制能够跟踪侦察区域中发生的新事件。     

基于粒子沉积的三维场景绘制

三维场景绘制是游戏、虚拟现实等领域中的一个重要内容,而地形绘制则是三维场景绘制的基础.通过引入分子束附生领域中粒子沉积的概念,在模拟一般地形的基础上,更好的实现了火山、岛屿等一类特殊地形的三维地形绘制.在此基础上与多重纹理,天空盒等技术相结合获得了较好的真实感效果.实验结果表明,此方法能够生成更加真实的三维场景.     

基于CAD数据的3D场景建模及演示技术研究

传统的几何建模方法建模过程复杂，真实感差。提出了一种基于CAD数据的场景建模方法，使用已有的CAD数据构建场景的三维模型和二维电子地图，具有建模速度快而准确的优点；研究了多维信息综合演示系统的开发方法及关键技术，并基于MFC和OpenGVS开发了一个多维信息综合演示系统，实现了二维GIS、三维场景以及音频、视频、图片、文本等多媒体信息的集成，使用户漫游时可以在2D地图及3D场景之间平滑切换，避免漫游时迷失方向。研究成果可应用于城市仿真、奥运场馆等的场景建模及演示。     

基于X3D的场景交互技术在虚拟生物博物馆中的应用

虚拟现实技术已广泛应用于数字博物馆领域.针对虚拟博物馆对实体绘制的实时性和交互性要求,以及武夷山虚拟生物博物馆的实际需求,分析了X3D的特性.核心原理和交互原理,创建了具有照片纹理的X3D三维模型,使用Java语言设计并实现了武夷山虚拟生物博物馆的交互系统.     

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SIMULINK和VR技术的三维监视软件开发

在某武器系统演示试验中,需要对靶目标的运动进行实时跟踪,并方便直观地查看其飞行姿态和飞行轨迹.根据任务需求,给出了一种基于Matlab(Simulink)和VR技术的三维动态监视软件的实现方法.软件采用VB与Matlab混合编程,使用Simulink模型接收VB传送的数据并即时更新虚拟世界场景,充分利用虚拟现实技术的真实直观、视点可变、与现实同步等优点,很好地完成了动态监视任务.重点介绍了程序接口技术和Simulink模型控制技术,这种方法也能够方便地应用于其他类似的监视任务中.     

某型无人机GPS/Radio/DR组合导航中的滤波技术研究

针对某型无人机GPS Radio DR组合导航中各子系统的特点,提出一个分散集中化滤波方法。通过建立简化的无人机动力学及运动学模型,利用卡尔曼滤波对磁航向及空速信息进行处理,提高了航位推算(DR)的精度;由于无线电测量雷达中传动机构存在一定间隙,造成方位测量信息包含定频段的干扰,通过采用低通数字滤波器有效地抑制了干扰信号;利用GPS信息分别对滤波后的航位推算和无线电信息进行融合修正。仿真结果表明,经过融合后的无人机航迹精度明显得到了提高。     

大规模三维标量场并行可视化技术综述

并行绘制是提高大规模三维标量场可视化效率的一种重要方法,分别对三维标量场的两类重要可视化方法面绘制方法和直接体绘制方法进行了阐述,并结合这两类可视化方法对其并行绘制中的各种并行模式、负载平衡和图像合成算法进行细致的分析和比较;对国内外较有名的并行绘制系统实现进行了分类与对比;最后,在总结现有研究成果基础上,分析了该领域的下一步发展趋势,为大规模性三维标量场的并行可视化提出了新的问题和思路。