融合真实感模型的沉浸可视化

科学计算可视化给工程师提供一个洞察产品性能的有效途径，但数据量的增加远远超过人们理解数据的能力。科学家观察数据和操纵数据都利用简化的环境和模型，大大约束了对产品和物理现象的观察。该文提出了一种结合虚拟现实技术、科学计算可视化和几何建模技术的创新可视化方法。将科学计算数据和真实感模型有机结合起来，利用虚拟现实技术，提供用户栩栩如生、身临其境、高交互的沉浸可视化环境。论文给出了系统详细构架，建立虚拟场景树以及构造可视化结果融入场景的流程，研究沉浸可视化的使能技术。最后在Powerwall系统上实现了系统原型，并应用在工程实践中。     

VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用

提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法，将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机鲒合起来，给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术，用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互，更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分，使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证，并应用在工程实践中。     

桌面虚拟现实系统中数据手套的应用研究

在人机交互中数据手套的引入,能够充分发挥手在交互过程中的自然性。介绍了数据手套在虚拟环境中进行交互的过程。在变电所培训系统中实现了基于5DT Data Glove 5的人机交互操作,并设计了数据手套校准函数和校准步骤,设计了在VRT场景中用手势进行漫游的程序,利用VRT SDK编制了获取数据手套传感器测量值的程序。上述方法对于其它虚拟系统引入数据手套的设计将具有一定的启发作用。     

基于VRML的可视化工具的研究

随着网络技术和硬件设施的飞速发展,虚拟现实建模语言(VRML)被广泛用于在因特网上构建虚拟境界。由于VRML语言自身的特点,虚拟现实的制作十分繁琐。如何使用辅助工具来提高开发的效率,具有很重要的意义。本文分析和讨论了几种基于VRML的可视化工具,并给出校园导游系统的应用实例     

多维数据的信息可视化方法及应用研究

将多维数据可视化可以帮助人们在有限的时间内快速理解和分析复杂的海量数据集,为决策提供依据.介绍了几种典型的多维数据可视化和交互方法;提出了用平行坐标和星形图技术对人体健康多维数据进行可视化和可视分析的设计方法,给出了可视化和分析结果,应用结果表明了这些方法有效性;本文介绍的多维数据可视化方法可应用于医学.金融.通信等多个领域.     

科学计算可视化并行处理建模及其数据并行技术研究

科学计算规模的不断增长使得对科学数据的可视化也必须采用并行处理技术。针对可视化应用的特点,一方面,分类建立了可视化并行处理模型,给出了形式化描述,并对其并行性进行了定量的分析;另一方面,提出了一种可扩展的可视化数据并行体系结构,并深入探讨了实现该结构的数据划分技术和并行绘制方法;最后基于上述理论实现了一个数据并行可视化处理软件原型系统YH-PView,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

面向流场可视化的沉浸式虚拟现实交互系统研究

针对基于二维显示交互环境的流场可视化应用由于深度信息不足导致交互效率较低的问题,引入虚拟现实技术,提出具备多样化交互方式的沉浸式流场可视化系统。该系统基于凝视与手势交互技术,设计并实现了基于用户手势的导航方法与三维交互控件,基于用户凝视与手势的沉浸式交互面板,以及基于可视化场景的沉浸式交互管理方法与基于可视化算法树的可视化网络管理方法,对用户交互进行了系统化管理,能够在沉浸式环境提供对典型流场可视化操作的全流程支持。用户实验结果表明：该系统能够在典型流场可视化场景下为用户提供高效、自然的交互。     

可视化技术在气象数据场分析中的运用

现代战争,特别是高技术条件下的局部战争,数字化战场及高、精、尖技术在军事领域的广泛应用,对气象保障的及时性,精确性和综合性提出了更高的要求。利用可视化算法并结合OpenGL对气象数据进行处理,实现了对于二维、三维标量场和矢量场数据的可视化。实验表明,充满视觉效果和交互能力的气象数据可视化使得原本冗繁的气象数据分析工作变得简单直观。     

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.     

月球车动力学可视化仿真关键技术研究

月球车动力学计算是月球车三维可视化仿真平台中的重要组成部分.行星探测车普遍采用刚性车轮而月球表面为粉状尘土.采用刚性车轮与软质地面相互作用的简化数学模型作为动力学计算工具的改进和补充.通过构建三维可视化仿真平台,实验证明使用该简化数学模型配合动力学计算工具,能够真实有效地模拟摇臂式月球车于月球表面行走时的轮.地相互作用,确切地反映月球车在巡游过程中的动力学特征.     

高临场感和自然交互性的分子可视化教学系统

介绍一个面向分子可视化教学的虚拟现实系统。系统基于多投影无缝拼接技术提供了具有高度临场感的虚拟环境，使学生沉浸在虚拟的分子、原子模型结构中学习生化分子的有关知识。学习者不仅可以带上立体眼镜，观察到高度真实的三维立体分子结构，而且可使用6自由度触觉，力觉反馈设备对分子模型进行自然直观的交互操作，获得操作真实物体的效果。文章主要介绍系统硬件构成、多投影无缝拼接、触觉交互技术、分子可视化以及分布式绘制等方面的内容。     

融合多元触觉和沉浸式视觉的可移植VR软件框架

多元触觉和沉浸式视觉反馈的时空一致性配准以及现有VR软件框架中硬件设备的接入便捷性问题,制约了医疗、商务、娱乐等不同行业中视触觉融合场景的快速开发。为解决这一难题,提出融合多元触觉和沉浸式视觉的可移植VR软件框架,根据视触觉反馈精度要求的不同设计了双层和三层架构兼顾视觉渲染、触觉渲染、硬件控制的不同需求。实验结果表明该框架具有支持视-触融合同步反馈、硬件平台可移植、图形场景开发简便和交互场景可快速替换等特点,能够满足不同领域的交互应用需求。     

三维地形建模与可视化研究

针对当前地形三维可视化及其绘制技术的研究现状,在吸取计算机图形学、科学计算可视化、虚拟现实、计算机网络的先进理论和技术成果的基础上,围绕数字地形模型以及基于网络的三维地形可视化等核心技术内容展开研究,提出了建立数字地形模型中不规则三角网(TIN)的改进算法和思路,给出了运用VC 和OpenGL实现的三维真实感地形可视化实验软件。     

STL模型的立体显示及其多屏拼接

介绍了基于微机的多通道STL模型交互式立体显示系统。首先由程序提取STL文件三角形面片以及向量坐标信息,进行数据冗余处理和顶点向量的光滑处理,并通过OpenGL生成可视化的STL三维实体模型。利用偏振光叠加的方法实现立体显示功能,提出了以网络同步功能为基础的多通道多屏拼接方案,开发了基于SpaceBall的交互功能,实现对STL模型的位置及姿态进行控制。作为低成本的虚拟现实系统,该系统方案可应用于多种领域。     

虚拟仿真技术在高能激光系统研究中的应用研究

高能激光系统的研究是一项复杂且耗费巨大的工程。随着计算机技术、数值仿真技术、科学可视化技术和虚拟现实技术的不断发展，虚拟仿真已经成为科学研究的重要手段。探讨了虚拟仿真技术在高能激光系统研究及试验过程中的应用，描述了建立高能激光系统虚拟仿真环境的基本构想，提出了虚拟仿真环境概念模型和结构模型，并讨论了建立高能激光系统虚拟仿真环境的关键技术。     

航天发射可视化仿真分析技术与应用研究

航天发射领域开展了大量的数字化设计验证、数字化合练与模拟训练、箭地联合仿真评估等数字化实验工作,都涉及航天发射信息可视化的问题。利用虚拟现实技术、系统仿真技术、数据可视化技术等,按照多线程、多模块架构设计思想,以及消息队列系统交互模式,构建了集数据管理、场景管理、计算管理和脚本管理功能于一体的航天发射可视化仿真分析技术平台,并开展了多星危险性、特种操作测发工艺、整流罩开孔和测试发射流程状态可视化仿真分析应用案例研究。     

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。