摄像机的计算机仿真研究

本文通过对计算机小孔成像技术及其不足之处的分析,提出并改进了基于摄像机真实物理模型成像过程的仿真技术。进而就摄像机的计算机仿真理论技术进行分析,结合虚拟现实技术特别是计算机成像技术和数字图像处理技术应用于摄像机仿真的技术,并提出改进方法以提高实时性能。最后给出了实时仿真方案。结果表明可以达到实时仿真目的。     

基于虚拟现实技术的地球太空环境仿真

描述了一种地球太空环境的仿真,采用几何计算构建地球形状模型,将地球划分为128块（经线方向16块和纬线方向8块）,计算得到每块区域顶点坐标,法向量,纹理坐标;使用MipMap技术根据视点与每块区域距离变化选择不同精度纹理粘贴;实时判断该区域的可见性,剔除不可见区域减少绘制开销;并采用cg和NormalMap技术将normal图与地球纹理图进行处理,实现地球表面的轮廓凹凸效果,同时添加云层纹理,得到了由地球纹理,云层纹理及NormalMap的多层混合纹理,达到比较逼真的效果;另外采用Billboard技术和纹理融合技术实现地球大气层光晕效果,使用了LensFlare技术实现太阳照射效果,最后采用skybox技术实现星空背景效果。

Abstract：

A simulation of earth and space environment was describedr.The whole earth was cut into 128 parts,16 in longitude,8 in latitude,and the position of vertices,normal vectors,texture coordinate were computed by geometry.Different resolutions of texture were chosen according to the distance from the eye to the area presented by the technique MipMap.The unvisible parts were eliminated by judging the parts’ visibility in realtime.Using the techniques of Cg,NormalMap and the mixture of the textures of the earth,the clouds and the multi-layered clouds,the relatively vivid result for representing the surface of the earth was achieved.Moreover,the technique of Billboard,Lensflare,SkyBox and texture blending were used to show the shine of atmosphere,sunshine,and the background of space.     

多通道显示系统同步技术研究

同步技术是多通道显示系统的关键技术之一,对于确保不同通道间的显示同步,提高显示画面质量具有重要的意义。以一个多通道显示系统（Multi-Tiled Display System,MTDS）为例,研究了多通道显示系统中同步技术的若干问题。首先提出该系统的架构,然后针对多通道显示的不同步问题,提出并实现消息控制同步算法（Message Control Synchronization Method,MCSM）。针对有系统中存在频繁数据读写的特点,提出循环缓存（Circular Buffer）模块的思想,并应用于多通道显示系统。实验证明,所提出的算法和技术手段有效地解决了多通道显示系统的不同步问题。     

虚拟仿真飞机座舱系统

首先介绍了一般意义的飞行模拟器与基于VR技术的构造的飞行仿真器主要区别。然后系统地阐述了基于VR技术的虚拟仿真飞机座舱系统的系统结构，硬件组成及系统工作原理，讨论了系统实现中的若干关键技术，包括立体显示技术，同步问题及运动预测与平滑等问题，我们认为虚拟座舱将成为今后含人仿真器的一种典型形式。     

Z-Buffer精度问题的分析与解决

分析了在视景仿真应用中,由于普通显卡所支持的Z-Buffer的位数不够,当两个多边形距离很近时,计算机无法区分对应相同屏幕坐标的两个象素点的Z-Buffer的值,从而引起的闪烁现象。并提出了两种解决思路。     

基于视觉的多用户手势识别人机交互技术研究

提出了一种基于视觉手势识别的多用户输入技术,利用双手手指在显示屏幕上进行点击和拖拉完成人机交互功能.该方法使用三个摄像机从不同角度实时拍摄显示屏幕表面的图像,运用图像处理技术分析识别手势在图像中的位置,根据三副图像中的手势位置和摄像机参数计算双手手势输入的实际位置.通过手势识别训练和冗余数据平均计算等方法提高了系统的识别率和鲁棒性.实验表明,该系统具有较强的可用性和适用性.     

VRML及其在分布式多用户虚拟环境中的应用

介绍了VRML的发展历史、现状及VRML的场景图结构,分析了VRML描述三维虚拟世界的能力。最后讨论了利用VRML结合Java语言创建基于Internet的多用户虚拟环境的方案。     

可调参数的粒子系统及其在飞行仿真中的应用

建立了采用公告板技术的常规粒子系统的基本框架。在此基础上加以改进,形成通过简单调节参数和虚拟函数改写(override)即可自由定义所需物体形状的粒子系统。并对源代码进行了一定程度的封装,以提高使用的便捷性。     

虚拟座舱中多功能显示器的仿真

虚拟座舱中，双目立体显示和虚拟环境中的人机交互对机载多功能显示器（MFD）的仿真提出了特殊的要求。首先分析了虚拟座舱对MFD仿真的具体要求，进而提出了一套使用OpenGL和VTrees DK在头盔显示器中实现对目前飞机座舱中常用的CRT和LCD两种类型MFD的各种显示功能进行仿真的完整方案，最后介绍了虚拟座舱中基于HOTAS系统和数据手套实现对MFD的人际交互过程的方法。     

具有可复用性和可配置性的HUD模拟系统的研究

平视显示器(HUD)作为飞行器上的一种重要的显示仪表,较好地解决了飞行员不能同时观察飞行参数和外界环境的矛盾.传统的HUD模拟系统大多基于特定的硬件环境,可复用性和可配置性较差.采用面向对象的思想,开发了一种纯粹基于软件的,运行于普通PC上的,具有可复用性和可配置性的HUD模拟系统,并对其中涉及的关键技术进行了详细介绍.