虚拟现实技术在地球科学中的应用现状与前景展望

根据国内文献综述了虚拟现实技术在地球科学各学科主要应用研究进展,分析了应用研究的现状,指出应用研究要解决的主要关键问题是各种虚拟场景建模和各专业模型的建立,提出了未来应用研究的六个主要方向.     

中条山混沟原始森林地区野生药用植物资源研究

在混沟植物区系分析研究的基础上,对混沟地区的野生药用植物资源进行了初步统计,药用植物共有94科234属304种,按照其功效分为13类,并对该地区的野生药用植物资源的保护和利用进行了讨论.     

虚拟现实系统中飞行器航迹的实时模拟

烟雾等无定形物质的模拟一直是计算机图形学领域一个具有挑战性的问题,烟雾的实时模拟更是一个困难的问题。虽然目前现有技术已经可以生成真实感较强的动态烟雾,但由于这些方法多采用基于粒子系统的体绘制技术生成图像,因而大多数无法满足ＶＲ系统的实时性需求。本文提出了一种在ＶＲ系统中实时模拟飞行器尾部航迹的方法,该方法利用对平面多边形顶点灰度和透明度的扰动实时地生成和绘制航迹,算法简单高效,所生成的尾迹真实感较     

基于贝叶斯网络的中医辨证系统

将贝叶斯网络运用于中医辨证系统的研究,以更加量化中医辨证诊断系统.通过将中医体系中的916个证候,51项证素及其构成的1700条证名构成中医辨证贝叶斯网络的节点集,初步建立起中医辨证数据库并通过网络学习,形成中医辨证贝叶斯网络结构及概率表.利用建立的贝叶斯网络中医辨证系统,进行数据计量分析、推理验证证候—证素—证名间的关系,其结果与中医专家经验有很高的吻合性,尽管其仍未能全面反映中医辨证的思维能力.所以贝叶斯网络是对中医辨证进行信息挖掘处理的一种较好方法,可应用于中医人工智能辨证系统的建立.     

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。     

基于增强高阶非凸全变分模型的图像去噪算法

为了在缓解阶梯效应的同时更好地保留去噪后图像的细节信息,提出一种基于增强高阶非凸全变分(higher order non-convex total variation, HONTV)模型的图像去噪算法。该算法将每一次去噪后的图像和原始图像取平均作为增强HONTV模型下一次循环的输入并更新参数,然后采用增广拉格朗日乘子法和交替方向乘子法进行循环求解,经过多次迭代,最终得到的去噪图像包含较多的细节信息。在基于全变分的图像去噪方法中,对添加不同标准差大小的高斯白噪声的测试图像和视频进行实验。实验结果表明,所提算法在视觉性能和客观评价指标方面均优于对比算法。     

基于VRML模型虚拟社区系统的研究

介绍了计算机仿真在虚拟社区中的应用,讨论了系统实现的关键技术.利用VRML模型,纹理贴图,雾化,反走样,LOD算法等技术,构建了一个基于OpenGL图形库基础上的虚拟社区系统,满足了系统的实时性及真实感,得到了令人满意的渲染效果.该系统可用于社区规划,社区管理等应用领域.     

舰载飞机着舰可视化仿真系统设计与开发

着舰是舰载机/航空母舰系统中极其重要的内容.为此,基于仿真技术和虚拟现实技术,提出一种舰载飞机着舰可视化仿真系统的设计方案.首先,采用C/S结构设计了舰裁机着舰可视化仿真系统,并对各个模块功能进行了详细的阐述.然后利用细节层次、纹理映射以及实例化技术对Creato创建的舰载机和航母的三维模型进行了优化.最后开发了基于MFC的Vega Prime视景驱动程序并介绍了碰撞检测A-法.完成后的着舰仿真系统可为自动着舰系统的设计、验证评估提供直观可视化的软件界面.     

基于虚拟现实的载人潜水器操纵运动仿真系统

载人潜水器操纵运动仿真系统可用于性能研究和人员训练.与已有类似仿真系统不同的是,介绍的仿真系统显示的海底视景是基于驾驶人员通过摄像头所观察到的清晰化小场景,更符合潜水器操纵实际情况.介绍了仿真系统的体系结构,建立了空间六自由度运动方程,进行了仿真计算,讨论了两个影响视景显示的关键问题:视景建模和显示的实时性.工程试验结果表明,仿真系统的设计是合理有效的.     

基于数据手套的逼真虚拟手的实现

在基于头盔、数据手套的虚拟现实系统中虚拟手的实现效果十分重要,传统的虚拟手模型将手掌和各手指分割为多个刚体,当虚拟手运动时在刚体连接处产生重叠或裂缝,严重影响了沉浸感。在此根据虚拟手的运动特点对其进行整体建模,并快捷地对数据手套采集的原始关节数据进行校正,在可编程图形硬件上利用顶点混合算法将校正后的数据作用于虚拟手模型来产生皮肤变形,在满足实时性的同时提供了逼真的视觉效果。最后还通过搭建实验系统验证了所述方法的可行性。