工程结构虚拟装配引擎的动画设计实现

为了对工程结构的装配施工过程进行仿真,设计实现了虚拟装配引擎OpenWorld。本文论述了该引擎采用的实体层次结构建模和模型支持系统,提出了将场景分为世界场景和独立场景集合的渲染方式,并设计实现了一套可编辑的XML动画格式标签。利用该引擎设计完成的虚拟装配软件对工程设备的装配起到了成功的指导作用,减少了装配过程中的误操作。     

多媒体教学软件中的虚拟场景制作

在多媒体教学软件中嵌入虚拟场景可以实现生动教学的目的。采用AutoCAD2000三维建模技术建立对象的三维模型，然后利用3DMAXR3．0对三维模型进行渲染和动画制作，最后通过程序生成虚拟场景。嵌入虚拟场景的多媒体教学软件更具生动性、直观性，可以达到身临其境的效果。     

基于三维仿真技术的显微镜生物实验教学系统

三维仿真系统是一个将现实场景转换成计算机虚拟现实的实时系统,以传统显微镜生物实验为例,构建了显微镜生物实验三维仿真系统.首先利用建模工具3ds MAX软件将真实显微镜转换成计算机模型数据,然后通过三维引擎绘制渲染,同时,三维引擎通过接受各种操作信息来改变显微镜模型的状态,实现人机交互,并进行显微镜生物实验的模拟.让学生既能了解显微镜的构造和功能,又可以不断反复地练习与操作实验,有利于对实验过程的认知与熟悉.     

一种基于多线程加速的大规模群体仿真方法

大规模群体仿真技术可以提高虚拟场景的临场感和趣味性,在游戏娱乐、演习训练、建筑设计等领域具有重要的应用价值。然而,常用于虚拟场景开发的游戏引擎难以实现大规模群体仿真。设计一种基于多线程加速的大规模群体仿真方法,提升大规模群体仿真包含的群体动画渲染和群体行为模拟性能。针对大规模群体动画渲染,在GPU蒙皮渲染算法上加入群体动画状态的多线程计算,实现群体动画状态与蒙皮动画的加速计算;针对大规模群体行为模拟,将自主性群体行为算法修改为速度模型,与多线程优化后的最优互相碰撞避让算法结合,实现群体的避让行为,提升群体行为模拟效率。实验结果表明,该方法可以很好地与游戏引擎结合,实现复杂场景的大规模群体仿真,提升大规模群体场景帧率。     

基于云计算的三维虚拟学习环境的设计与应用

针对现有的三维虚拟学习环境场景渲染带来的显示延迟和实体运动僵硬等性能问题,将云计算引入到三维虚拟学习环境的建设中.提出了基于云计算的三维虚拟学习环境的体系结构和云计算的一些关键技术.建立了一个基于该体系结构的原型,并通过该原型设计了三维虚拟学习环境.结果表明,云计算与三维虚拟学习环境的结合是有效的,能满足虚拟环境仿真实时性、稳定性和准确性的要求,能解决场景渲染带来的性能问题.     

碰撞检测在三维场景漫游中的研究与实现

碰撞检测是三维漫游中的一项重要功能。通过面向对象图形渲染引擎(OGRE)构建了一个模拟三维漫游系统,利用OgreNewt结合Newton库在系统中实现碰撞检测功能。碰撞检测包围盒均采用3DSMax创建,利用OgreNewt中的碰撞检测树解析,既保证了碰撞的精确性,又节省了编码工作量。适用于层次结构较复杂的三维场景的加载和碰撞检测。     

基于虚拟现实的三维园林景观设计仿真系统

现有的园林景观专业CAD软件对三维模型及虚拟仿真效果表达有限,只能进行二维施工图绘制.为解决动态景观特性,研发了虚拟现实技术的三维园林景观设计仿真系统,采用面向对象的参数化三维实体建模手段,实现了三维实体建模、设计场景的三维实时虚拟呈现、渲染图及动画制作、施工图绘制等功能,并探索了系统计算原理、实现方法及OpenGL扩展功能等相关技术.然后简要介绍了系统整体功能,详细论述了专业模块中的仿真过程.最后以工程实例验证了系统的有效性.     

动态场景下视点相关简单块状分层方法

针对虚拟现实动态场景下规则模型组细节层次渲染速度优化问题,提出一种基于块状分层建模思想的视点相关细节层次表示方法。该方法以简单的方式实现规则模型组动态LOD表示和场景模型文件的合理缩减。首先通过块状分层有效组织管理三维场景,使总体动态场景文件有所减少,然后利用所提动态权系数算法,计算各块状分层动态显示系数,最终以简单、快速的方式构建三维场景动态变化下场景模型,实现各结构块不同细节层次显示的虚拟动画。实验结果显示,该方法能够减小程序文件6.8%~10.6%,证明块状分层易于实现和方法的有效性。     

纹理映射技术在三维游戏引擎中的应用

游戏引擎是游戏的心脏,它在后台控制着游戏中各个模块同时有序的工作,渲染模块是游戏引擎中最复杂,也是最能体现游戏效果的模块。纹理映射技术的应用能增强场景绘制的真实感并能提高场景的渲染速度。该文是对三维游戏引擎中的渲染模块的初步研究,首先介绍了三维游戏引擎系统以及纹理映射技术,使用OpenGL图形库实现了大环境天空盒、三维地形的贴图效果、并加入了地面建筑物,再现了真实的三维场景。介绍了纹理映射技术在三维游戏引擎中的应用及作用。     

基于虚拟现实技术的三维河流仿真系统

虚拟现实技术是当今计算机科学研究的一个热点,该文将这一技术应用到三维河流的虚拟仿真系统中,阐述了创建三维河流虚拟仿真系统的三个具体环节:即三维河流的实体建模,模型数据的读取预处理,虚拟场景的渲染实现,以及在各环节中用到的关键技术。     

无人机飞行视景三维可视化仿真

视景仿真作为无人机飞行模拟的一部分,实现了飞行场景的可视化。针对无人机三维可视化过程中的若干关键技术进行研究,如飞机尾焰生成、真实地形渲染、天空建模、镜头光晕绘制等。最后借助VC++和OpenGL编程工具,在普通PC机上实现了飞行视景的三维可视化,达到了较高的帧频率和逼真的动画效果,满足飞行场景实时显示的要求,具有一定的工程应用价值。     

Real-time simulation of large-scale dynamic river water

The real-time modeling and rendering of large-scale dynamic river motion phenomenon is one of the most challenge problems in the research field of simulation, the river water is the most important component in the virtual flood routing process, the simulation should realistically represent its dynamic behavior. This paper embraces a number of techniques covering all the steps of water motion simulation and focuses on the dynamic river surface generation and animation, we describes a combination of modeling methods for flood routing process simulation: FFT-based (Fast Fourier Transform) large-scale water surface modeling and dynamic flood peak generation on water surface using a physically based approach. The real-time rendering techniques for the large-scale 3D scene rendering such as LOD and seamless tiling of LOD patches were discussed in detail, we have adapted them to the rendering of flowing river, new method called template culling for fast clipping were also developed. The methods allow the user to interactively fly over a virtual valley, and there are presented results of implementation of the 3D visualization for river flood routing simulation.     

基于Unity平台的漫游交互系统的设计

随着网络及计算机技术的发展,3D实景虚拟漫游已经作为一种全新的展示在房产销售中普遍运用。本系统运用了3Dmax、Photoshop、Unity3D软件,参考现实广场小区,创建虚拟场景。为达到预期效果,通过骨骼动画及JavaScript语言实现控制角色移动转向等动作,用户可以对场景自主漫游、浏览,让用户真正沉浸在虚拟交互环境当中,实现用户与虚拟环境直接交互。     

一种可重用的视景邦员设计与实现

视景邦员是分布式交互仿真平台的重要组成之一，它采用计算机图形学技术、多媒体技术和虚拟现实技术给人以视觉和听觉上身临其境的感受。该文基于模块化的软件设计思想，设计并实现了一种可重用的视景邦员。该文对视景仿真中实体行为建模、多通道显示、RTI线程与视景实时渲染线程之间的数据同步等关键技术问题进行了分析，并给出相应的解决方案。最后，通过将该系统应用到武器虚拟采办的不同阶段，验证了该系统的通用性和可重用性。     

基于虚拟现实的三维建筑造型和装修设计系统

为了在进行建筑造型和装修设计时,要完成_二维建模、三维场景实时模拟和仿真动画制作、施T图绘制等不同过程,需要不同的软件;如何在一个系统中实现上述不同仿真过程的有效结合,是现实设计中的一个难题.研究了基于虚拟现实的三维建筑造型和装修设计系统,论述了基本的系统仿真原理,提出了基于虚拟现实的仿真系统的新架构,并描述了仿真系统需要的虚拟现实,仿真设计,三维渲染和动画设计等重要技术手段,最后结合实际应用验证了仿真系统的有效性.系统成功地将三维建模、渲染、动画及配景贴图、施工图绘制等多项功能集成化,充分满足了设计者的需求.系统作为商品化软件已经应用,提高了建筑装修设计的整体工作效率.     

淤地坝水资源调控三维仿真系统

淤地坝对水资源调控过程是一种动态变化的过程,只用文字描述,无法给研究人员形象直观的展示,本文提出一种基于Unity3D的降雨过程与淤地坝调控水资源过程的模拟方法。采用3DsMax对淤地坝系主要模型进行三维建模,使用Unity3D引擎进行场景交互设计,采用粒子系统进行降雨的模拟,设计并实现了水资源收集仿真算法,利用多层次细节技术和剔除遮挡技术等进行渲染优化。借助这一方法,开发了淤地坝水资源调控虚拟再现仿真系统。实例表明,该方法可以形象逼真的再现降雨径流过程,还能表现淤地坝等组件对于水资源的调控过程,使展示的效果更加逼真。     

一种虚拟场景的动态建模与实时仿真方法

针对虚拟现实技术中虚拟场景的生成及仿真问题,将场景中的实体位置状态及其基元间的连接关系统一用关节描述;通过建立场景连接图来描述场景结构模型,并采用关节驱动基元的方式来进行场景的更新操作,从而提出一种面向连接的关节驱动型虚拟场景的动态建模与实时仿真方法.在此基础上,开发通用的虚拟场景可视化软件平台,并通过测试验证提出的方法可以有效提高场景的建模与仿真处理效率.     

基于OpenGVS的三维仿真软件的开发研究

视景仿真技术是在数值仿真的基础上以图形和动画来显示仿真的过程和结果，近年来视景仿真技术在军事领域上得到了广泛的应用。OpenGVS是专门用于实时3D图形开发的软件。该文在Multigen Creator 3D场景建模的基础上，采用OpenGVS来实现场景驱动，开发了一个导弹与飞机交战场景的仿真程序，并介绍了实现三维动画驱动时需要解决的几个关键问题，包括外部模型的导入，视点的选取，碰撞的检测，以及爆炸效果的产生等。这些技术的运用使得软件仿真的效果更加逼真。