基于osgAL的三维虚拟声音的设计与实现

三维虚拟声音可以提高虚拟环境的逼真度和沉浸感,建立良好的人机接口.本文采用开源软件工具包Open SceneGraph Audio Library(osgAL)实现三维虚拟声音.本文对osgAL中的五个类如何配置进行了详细分析与说明,对三维虚拟声音的衰减、阻隔、多普勒效应进行了探讨,设计和实现了三维虚拟校园的声音仿真.实验表明,各种三维虚拟声音效果能与三维虚拟校园场景很好地融合在一起.     

虚拟环境中的低成本实时立体声显示

三维的听觉信息在多模态交互与集成的虚拟环境巾得到了广泛的应用.以基于HLA平台的装甲兵对抗演示系统为背景,探讨了三维的听觉信息生成和显示问题,根据系统对声音显示节点的要求,研究了扬声器阵列的立体声显示原理、影响人对声音感知的因素、虚拟环境中声音的定位以及声音的距离仿真.基于矢量基幅值相移(VBAP)的方法,提出了在长方体的演示厅空间中建立扬声器阵列的方法,并在系统仿真过程中将虚拟环境中声源分为循环声、非循环声和环境背景声,并对它们的实现和处理过程以及实体可听距离等问题进行了研究.     

基于DirectSound实现三维真实感声音生成

听觉通道是虚拟环境系统中最重要的接口之一，真实感声音模拟是构建高度真实感和沉浸感虚拟环境不可或缺的一部分。DirectSound对三维真实感声音模拟提供了很好的支持，是目前在真实感声音生成领域非常优秀的开发接口。该文简要介绍了真实感声音生成的相关理论，使用DirectSound模拟真实感声音涉及到的几个接口对象，详细论述了影响虚拟环境中三维声音听觉效果的因素。以及如何利用DirectSound程序开发接口实现这些因素对三维声音听觉效果的影响。最后给出了使用DirectSound生成三维真实感声音的具体步骤，并开发了一个简单的测试程序。     

基于DirectSound的飞行训练器音响系统仿真

声音仿真技术是虚拟现实技术的一个重要组成部分。它主要研究如何在虚拟环境中模拟现实中实体真实状态的声音，以加强虚拟环境给人的沉浸感。随着计算机技术的飞速发展以及DSP的广泛应用，数字法声音仿真将成为声音仿真技术的主流，但其不同实现方法却各有利弊。为了更有效地将不同实现方法的优势有机地结合起来，该文以DirectSound组件在声音仿真中的使用方法和wav文件的结构为基础，基于对飞行训练器音响系统仿真的研究，介绍了目前声音仿真技术中的不同实现方法，分析了各自的优缺点及不同音效应采用的仿真方法，最后以发动机声音仿真为例详细介绍了声音的建模合成方法的实现从而展示了本方法的优越性。     

机场供电仿真虚拟环境的研究

基于Delta3D三维仿真引擎设计实现机场供电仿真虚拟环境,提供了一种有效的机场供电培训方法.介绍了系统组成的各个模块及三维虚拟环境创建过程;基于设备电气特性提出配电柜操作仿真方法,实现了基于故障模型的设备异常和继电保护的仿真;基于柴油机工作状态提出了一种有穷状态自动机模型,根据蓄电池一阶等效电路和机油消耗原理,基于设备物理模型完成了对柴油机虚拟操作的设计;实现了机场供电仿真虚拟环境并进行了应用验证.     

虚拟环境中的空间立体声生成算法研究

三维听觉信息可为虚拟环境中的人导航漫游以及监控、识别目标。该文对如何为人实时生成虚拟环境中的三维声音信息进行了探讨。提出了基于空间矢量的幅值相移算法,该算法可把声音定位在三维空间中的任意位置。从物理声学说明了增益系数规格化的必要性,并推导了其几何数学意义。对扬声器阵列的布局,声源运动、距离变化的仿真以及多声源的数字混音进行了阐述。虚拟战场中的空间立体声实时生成为一应用实例。     

基于装配技术的管网场景仿真系统研究

本文提出了一种基于装配技术的管网三维可视化的方法,分析并构建了管网场景仿真系统的功能模块和体系结构。针对CAD系统和虚拟环境之间的数据转换问题,采用了层次结构模型来表达管件模型。在虚拟环境中, 通过对模型进行凸包分解,实现了精确碰撞和干涉检测。系统实现效果表明,基于装配技术和碰撞检测技术的管网可视化方法可更为灵活、逼真的实现管网的三维再现。     

基于可重用的支持三维建模仿真的组件设计

提出了一种面向对象的支持三维图形可重用的组件层次设计方法,分析了组件的性能、设计方法和图元算法,实现了基于OpenGL的支持三维虚拟场景、建模和运动仿真的组件设计,描述了实体的运动层次链接关系和数据结构,并实现了虚拟环境的数控铣床建模和运动仿真。     

基于OpenGL的三维建筑设计组件的设计与实现

本文提出了一种面向对象的支持三维图形可重用的组件层次设计方法，分析了组件的性能、设计方法和图元算法，实现了基于OpenGL的支持三维虚拟场景、建模和运动仿真的组件设计，描述了实体的运动层次链接关系和数据结构，并实现了虚拟环境的建筑物建模和运动仿真。     

虚拟现实技术在视景仿真系统中的应用

利用虚拟现实技术可以在仿真系统中构建出逼真的三维虚拟环境。讨论了虚拟现实技术的涵义和特征，重点研究了在实现一个视景仿真系统时所用到的关键虚拟现实技术，并给出了虚拟现实技术在一个军事模拟训练系统的三维战场视景仿真中的具体应用。     

三维虚拟加工环境及其关键技术的研究

在分析虚拟制造特点的基础上,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,介绍了支持三维建模仿真的组件设计、基于装配模型的三维实体建模方法、NC代码解析器的设计方案以及基于毛坯表面三角片离散化的加工过程仿真算法,并开发了虚拟加工环境原型系统,该系统能够实时地反映零件虚拟原型的加工成形过程仿真,并进行可加工性分析。     

面向虚拟战场的实时立体声合成

文中面向虚拟战场给出一套利用多媒体计算机实现实时立体声合成的简化算法。     

Evaluation of a low-cost 3D sound system for immersive virtual reality training systems

Since head mounted displays (HMD), datagloves, tracking systems, and powerful computer graphics resources are nowadays in an affordable price range, the usage of PC-based "virtual training systems" becomes very attractive. However, due to the limited field of view of HMD devices, additional modalities have to be provided to benefit from 3D environments. A 3D sound simulation can improve the capabilities of VR systems dramatically. Unfortunately, realistic 3D sound simulations are expensive and demand a tremendous amount of computational power to calculate reverberation, occlusion, and obstruction effects. To use 3D sound in a PC-based training system as a way to direct and guide trainees to observe specific events in 3D space, a cheaper alternative has to be provided, so that a broader range of applications can take advantage of this modality. To address this issue, we focus in this paper on the evaluation of a low-cost 3D sound simulation that is capable of providing traceable 3D sound events. We describe our experimental system setup using conventional stereo headsets in combination with a tracked HMD device and present our results with regard to precision, speed, and used signal types for localizing simulated sound events in a virtual training environment     

Using 3D sound as a navigational aid in virtual environments

As current virtual environments are less visually rich than real-world environments, careful consideration must be given to their design to ameliorate the lack of visual cues. One important design criterion in this respect is to make certain that adequate navigational cues are incorporated into complex virtual worlds. In this paper we show that adding 3D spatialized sound to a virtual environment can help people navigate through it. We conducted an experiment to determine if the incorporation of 3D sound (a) helps people find specific locations in the environment, and (b) influences the extent to which people acquire spatial knowledge about their environment. Our results show that the addition of 3D sound did reduce time taken to locate objects in a complex environment. However, the addition of sound did not increase the amount of spatial knowledge users were able to acquire. In fact, the addition of 3D auditory sound cues appears to suppress the development of overall spatial knowledge of the virtual environment.     

Using 3D sound as a navigational aid in virtual environments

As current virtual environments are less visually rich than real-world environments, careful consideration must be given to their design to ameliorate the lack of visual cues. One important design criterion in this respect is to make certain that adequate navigational cues are incorporated into complex virtual worlds. In this paper we show that adding 3D spatialized sound to a virtual environment can help people navigate through it. We conducted an experiment to determine if the incorporation of 3D sound (a) helps people find specific locations in the environment, and (b) influences the extent to which people acquire spatial knowledge about their environment. Our results show that the addition of 3D sound did reduce time taken to locate objects in a complex environment. However, the addition of sound did not increase the amount of spatial knowledge users were able to acquire. In fact, the addition of 3D auditory sound cues appears to suppress the development of overall spatial knowledge of the virtual environment.     

实时三维声音仿真系统的设计与实现

主要论述虚拟现实环境中声音播放的原理和处理过程 ,并探讨了利用DirectSound在虚拟现实环境中实现三维实时音响仿真系统的关键技术     

基于虚拟人设计与实现机器人舞蹈动作的一种方法

基于三维虚拟人的骨骼模型仿真实现了机器人的舞蹈动作。分析了机器人舞蹈动作运动的基本规律和实现动作的基本方法,基于此建立了三维虚拟人实现机器人舞蹈动作的关键帧数据库,在此基础上利用中间帧的过渡函数实现了虚拟人骨骼模型仿真机器人舞蹈动作的方法。实验中利用NOBODY机器人舞蹈视频实现了三维虚拟人骨骼模型的仿机器人的舞蹈动画,结果证明了方法的正确性和可行性,对于机器人的三维虚拟化和仿真研究具有重要意义。     

某型坦克驾驶模拟器视景软件设计与开发

使用仿真系统对坦克驾驶员进行驾驶训练,具有安全、无污染、不受天候限制、节约训练成本等诸多优点.AL-ZARRAR坦克驾驶训练模拟器是一个用于出口的、能完成驾驶模拟训练任务的仿真系统.其视景仿真程序采用MultiGen Creato三维实体建模工具、OpenGVS4.5三维实时视景驱动引擎、DirectX 8.0的DirectSound3D声音播放控制程序,使用了六点地形匹配、微光夜视模拟、像素级光照模拟、伪粒子系统降雨模拟等先进技术,成功地营造出了一个交互性好、沉浸感强的虚拟驾驶环境.该软件已得到实际应用,效果良好.