一种面向协同虚拟地理环境的并发控制机制

协同虚拟地理环境由于存在多个用户与共享资源发生并发访问,从而将导致"访问冲突".基于此,以协同虚拟地理环境中的基础要素-地形为并发控制对象,提出并实现了一种以矩形作为区域锁形状,并支持在协作过程中进行锁粒度动态裁剪的并发控制机制,该锁在机理上属于悲观锁.结果表明,该机制能够较好地避免冲突产生,使多用户与共享资源的交互保持有序与和谐,同时提高了协同工作效率.     

Ontology_CVGE:本体支持下的协同虚拟地理环境框架

为地理问题的群体协同决策提供可视化环境是协同虚拟地理环境的基本目标.协同决策是一个领域知识驱动的过程,而本体是目前用于领域知识表达与相关概念描述的重要工具.因此,在分析知识表达在协同虚拟地理环境中所具有的重要意义基础上,提出协同虚拟地理环境中群体决策的迭代过程模型,并以森林灭火决策为例,构建支撑协同虚拟地理环境的本体知识库.最后,综合上述研究成果设计了本体支持下的协同虚拟地理环境框架-Ontology_CVGE.     

VGE多用户协作建模与虚拟演示

提出将多智能体技术集成到虚拟地理环境（VGE）中,以有效地虚拟表达面向“人”GIS。主要研究VGE中基于遗传算法（GA）和多智能体系统（MAS）的多用户之间的协作。分析和研究了基于GA的多用户集体操作行为学习的算法,建立多智能体与对象之间动态交互的动力学作用模型和运动策略;最后以进化的3个智能体如何协作完成群体推立方体箱任务为例,基于V-Realm Builder 2.0设计了VGE中3用户集体推箱的虚拟世界原型,并用Simulink 6.0进行建模与虚拟演示。     

地下水渗流场可视化动态模拟与应用研究

针对地下水模拟系统缺乏动态处理和时空分析能力,基于有限元数值计算理论方法,以虚拟环境中可视化技术为支撑,提出了地下水渗流场可视化动态模拟的体系架构.设计了虚拟开采井条件下的流场仿真模拟和水位动态模拟算法,并通过建立流场的拓扑结构和特征提取、以及区域布点、质点途经单元的流速计算等,实现复杂流场的连续流线生成与动态跟踪模拟.以北京市平原区地下水渗流场为例,表明所提出的方法能够有效而准确地实现地下水渗流场三维动态模拟与可视化显示.     

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.     

虚拟毛笔模型研究综述

毛笔是传承中国传统文化不可或缺的载体,虚拟毛笔模型的研究主要是对真实毛笔的艺术表现效果用计算机进行模拟,也包括对毛笔外形建模。基于对毛笔特点的归纳分析,对近20年来虚拟毛笔模型的研究历程及主要建模方法做了综述,详细介绍了几种典型的虚拟毛笔模型,归纳了它们的建模思想,总结了各自的特点,并讨论了与毛笔建模相关的纸笔交互及墨扩散效果问题,最后结合实际应用与研究提出了虚拟毛笔今后的发展方向。     

基于WBS的虚拟采办系统分析与协同建模研究

在线虚拟采办是与真实采办实时交互和并行发展的、仿真模型动态演进的、多学科模型和仿真技术集成的协同仿真系统,需要解决的问题之一是仿真模型与真实系统之间的综合集成。从分析采办的多域多维多尺度特点入手,以采办的工作分解结构为协调基础,建立虚拟采办过程模型,并从任务、信息和资源三个方面讨论同步和异步方式的协同建模问题,最后提出在线虚拟采办系统框架。该系统可实现虚拟采办与真实采办在不同域、不同层次、不同维的动态交互,体现了在线仿真系统并行性、动态性、集成性的特点,可促进虚拟采办的实施和应用。     

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。     

协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制

针对操作人员难以在有限的光学运动捕捉设备捕捉范围内自由运动的问题,开展了协同虚拟维修过程中的虚拟人体维修操作控制研究。基于光学运动捕捉设备对操作人员的下肢动作进行捕捉,根据实时识别结果控制虚拟人体进行大范围运动。针对维修操作过程中的虚拟人体手部运动控制,分析了虚拟人体的手部交互过程,提出了一种基于动态贝叶斯网络的维修操作智能辅助方法。以某液压缸协同式虚拟维修操作仿真平台为例验证了方法的有效性。该方法实现了对虚拟人体维修操作过程的有效控制,具有实时性好、交互性与感知性强等优点。     

水污染扩散模拟三维可视化研究

分析了基于二维图像的水污染模型计算结果可视化不足--脱离地形地貌环境、缺乏空间定位信息,提出基于虚拟现实的水污染扩散模拟三维可视化方法,讨论了数据组织与压缩、仿真模型与可视化一体化集成、查询统计等关键技术,对长江三峡库区万州段污染物迁移转化过程进行了动态模拟.结论表明,该方法形象直观地展现了水污染扩散推进三维效果,为检验污染模型的准确性提供了参考和依据,也为水环境综合整治与管理走向定量化、科学化提供了一种崭新的思路和可靠的技术支持.