基于嵌入式GPU 虚拟仪表图形软件的实现

提出并实现了一种基于嵌入式GPU(OES:OpenGL?ES)的跨平台图形应用软件的系统框架.它包括外部事件的驱动,图形应用软件,嵌入式系统入口,嵌入式系统硬件等四个模块.外部事件的驱动主要是响应外部数据或事件的变化,从而控制图形显示内容的实时更新,以及功能画面的实时切换.图形应用软件模块包括了三个组成部分(1)接口界面(2)中间通讯层(3)处理单元.图形应用软件的接口界面主要是实现客户化的目标要求,采用C++类的面向对象的设计方法.中间通讯层,是为了实现图形应用的任务而安排的结构化的类.处理单元是各种最基本内容的单元实现,它建立在我们的各种实用库之上.嵌入式系统入口,它封装了图形软件的核心函数功能,实现和上层的处理单元间的数据调度.嵌入式系统硬件模块主要是各主流平台(CPU,GPU)相关的数据信息,支持上层的图形应用.本文在虚拟仪表盘面上实践了上述应用软件系统,满足了实时响应,高效处理,高质量图形显示的要求.为实现嵌入式平台的图形显示应用打下了重要的基础.同时,本文的工作提出并解决了若干嵌入式图形显示技术的优化问题,为嵌入式图形显示开发提供了有力的帮助.     

嵌入式三维地形可视化技术的研究与实现

介绍嵌入式系统和OpenGL ES的基本概念以及以WINCE为平台进行OpenGL ES编程的方法。对嵌入式地形可视化进行总体设计,并结合OpenGL ES图形库,以Embedded Visual C++ 4.0(EVC)为应用程序开发平台模拟三维地形显示,实现嵌入式系统上三维地形的快速建模以及动态显示,通过漫游功能、纹理映射和立方体天空盒增强地形的三维真实感。     

虚拟专用网络(VPN)的研究与实现

介绍了虚拟专用网络 (VPN)的由来 ,着重阐述了VPN的基本原理和安全性技术 ,最后讨论了它的几种实现方案     

四轴飞行器视觉组合导航系统设计与实现

为实现四轴飞行器的自主飞行,设计了该视觉导航系统;采用基于ARM处理器的飞行控制器和导航控制器的双CPU结构,提高了系统的运行速度;飞行控制部分采用四元数解算姿态,运用经典的PID控制设计了X、Y、Z三个轴的PID控制器进行整个系统的飞行控制;导航部分采用不敏卡尔曼滤波(UKF)融合惯导位置和视觉位置,从而给出载体最优位置,提高导航精度;实验结果表明,基于图像和惯性导航的视觉组合导航方式可使导航精度保持在0.5m内,同时整个系统具有较好的快速性和稳定性。     

基于OpenGL的虚拟历史博物馆漫游设计与实现

系统基于OpenGL三维图形库,利用3DS Max建立模型,使用Visual C＋＋开发语言实现历史博物馆的虚拟漫游。系统通过读取3DS文件重构场景模型,使用键盘和鼠标实现场景任意方向的浏览,同时可实现缩小、放大、旋转等基本功能。此外,通过加入碰撞检测技术,增强了系统的真实感和用户的沉浸感。系统采用面向对象理论,设计简单方便,开发成本低,场景具有良好的真实感和实时性,能满足用户基本需求。     

一种基于FPGA技术的虚拟逻辑分析仪的研究与实现

逻辑分析仪的现状、发展趋势及研制虚拟逻辑分析仪的必要性,论述了基于 ＦＰＧＡ技术的虚拟逻辑分析仪的设计方案及具体实现方法,介绍了其中控制器的设计原理。将先进的ＦＰＧＡ技术引入硬制版的设计中,为研制ＰＣ虚拟仪器提出了一种新思路;充分利用硬件软化的思想,将仪器的诸多功能集成在软件中实现,利用面向对象、窗口等技术,实现了灵活、通用的虚拟仪器面板功能。     

虚拟肝脏手术中的美兰注射实现技术研究

肝脏肿瘤切割手术中美兰注射过程是准确找到肿瘤所在位置的关键步骤之一。真实地模拟出美兰注射过程对虚拟肝脏肿瘤切割手术而言至关重要。针对虚拟手术中真实感的需求,提出了一种结合纹理映射技术的美兰注射模拟算法。运用扩散方程模拟了美兰在纹理表面的扩散过程,并结合保角映射算法将变化的纹理映射到虚拟手术中的三维网格表面。扩散方程能够真实地模拟出液体在物体表面扩散的过程,保角的纹理映射算法能够得到三维网格点的纹理坐标。实验结果表明,美兰注射过程的模拟算法能够模拟出虚拟肝脏肿瘤切割手术过程中的肿瘤标定,满足虚拟手术中的真实感需求。     

基于VTK的三维模型切割研究*

为提高模型切割的效率与自然性,利用VTK提供的接口,采用射线拾取方法实现了对表面模型的标记点方式切割,结合四元数的方法实现了对体模型的平面切割。实验表明,通过扩展VTK来实现对三维模型的任意切割是可行的,并可达到较为理想的切割效果。     

虚拟过程工程数据管理系统的设计与实现

为实现对工业装置内流体流动与传递过程的三维实时高精度模拟,中国科学院过程工程研究所提出了虚拟过程工程(VPE)的构想。为存储和管理在VPE实验过程中产生的海量实时实验数据和模拟数据,本文对VPE的数据管理系统进行了需求分析和功能设计,所实现的数据管理系统包含海量数据存储、底层通信协议、数据实时交互与数据管理工具等部分。该系统目前运行良好,为VPE 1.0提供了可靠的功能支撑。     

起重机起升机构装配仿真的研究与实现

机械ＣＡＤ的一个重要内容是计算机仿真。本文总结了在起重机ＣＡＤ 系统中，利用微机上ＯｐｅｎＧＬ 图形库， 研制起重机起升机构仿真软件的理论和实现方法；着重讨论了三维图形在系统中的建立和运行过程。通过计算机仿真，使得ＣＡＤ 系统能够按照用户设计或分析的结果，真实地展示出起重机整机实时工作的情况，并根据其工作状态不断地调整设计方案。     

基于手术刀的虚拟外科手术系统仿真器

该文设计了一种虚拟外科手术系统专用的虚拟手术刀仿真器。阐述了该仿真器的组成和各组成部分的工作原理,并对仿真器驱动机构进行了控制建模,设计了具体的计算机控制算法,最后在虚拟外科手术系统配套软件中给出了控制实现方案。该仿真器较之虚拟现实系统中传统的力反馈装置(如PHANTOM),更加符合外科医生实际操作习惯,具有更好的实用价值。     

基于自由立体视频的露天开采虚拟现实的研究与实现

文章结合最新的交互式自由立体视频技术与露天开采虚拟现实技术,设计并实现了一种基于自由立体视频的露天矿开采虚拟现实技术的交互与演示系统。文章利用3DS Max和VRMap软件建立了某露天矿区的虚拟视觉模型,并将这些虚拟视觉模型按照适合立体显示的条件进行场景渲染和视频图象生成,最后结合虚拟场景的三维显示特性设计了交互式自由立体视频软件,通过该软件展示了虚拟现实场景。该系统克服了传统虚拟现实演示的局限性,用较低的成本支持更多的用户进行参与和交互,同时也具有较强的环境拓展性。     

虚拟现实近视干预疗法的原理研究与实现方法

本文主要是分析虚拟现实技术对近视治疗的效果,在实验基础上第一次提出了一种全新的近视治疗方法--“虚拟现实近视干预疗法”,即用医学上的双眼合像法结合虚拟现实技术来治疗近视。本文围绕虚拟现实近视干预疗法的原理研究及实现方法进行探讨;分析并阐述了这一医疗方法涉及到的三个理论基础：医学上的双眼合像的理论、非交叉视差形成的沉浸感、根据儿童患者设计的治疗参数;介绍了虚拟现实近视干预疗法的实现方法。用VisualC＋＋和OpenIn-ventor设计编写了能吸引儿童注意力的用立体眼镜观看的立体显示治疗软件,该软件中的图像具有远近移动、立体显示、人机交互等效果和功能。本文为近视的治疗提供了一个有益的创新,在理论和实践上都是十分有意义的
的。     

微操作机器人系统拟实环境的建模与实现

建立微操作机器人的拟实环境结构, 应包括微操作环境的建模、微操作工具的建模及模型叠加三部分; 本文就微操作环境的建模与实现和微操作工具的建模与实现这两部分的关键技术: 图像传输、虚拟微操作器的生成、虚拟显微镜、虚拟成像过程及虚拟控制器给出了实现方案, 并在基于微机的硬件结构和VisualC ++及OpenGL组成的软件环境里, 得到了虚拟微操作环境和虚拟微操作工具的动态模型.     

基于OpenGL的煤矿虚拟现实系统的设计与实现

文章介绍了采用OpenGL和VC++从底层开发煤矿虚拟现实系统的方法和过程,阐述了该系统的设计原则、设计流程及各功能模块的设计。     

鼠标跟踪球技术的简单类实现

鼠标跟踪球技术是图形环境中一种重要的人机交互手段。文章分析了跟踪球技术的原理和机制，以短小精悍的形式实现了一个跟踪球类。实际应用表明，类程序运行快速稳定，可用于一般的图形交互程序中。     

热弹性红外图像检测软件的设计与实现

在深入研究热弹性红外图像安全检测技术的基础上,设计了一套能对压力容器进行无损检测的软件,能真实地反映出压力容器工作状态下应力分布的全貌．为进一步的安全性、可用性分析提供了依据。采用VC作为开发工具实现了该软件。其功能新颖丰富、结构灵活、界面友好,能够有效地完成对红外图像进行分析、计算和生成报表等功能,形象直观地显示热图无损检测结果。实际应用表明,该设计准确性高、功能全、处理速度快。     

基于红外感应和多媒体技术的虚拟翻书系统

虚拟翻书系统作为一种新的科普宣传方式，不仅展示信息量大，而且形式新颖，更容易吸引用户驻足观看，达到科普宣传的目的。通过对现有虚拟翻书系统的比较，以及对虚拟翻书系统主要应用场合的分析，提出一种利用红外感应技术和计算机多媒体技术实现的虚拟翻书系统。系统首先利用Flash软件将展示内容制作成含有翻书效果的电子书，通过投影装置将内容投到书型幕上，再通过书型幕一侧的2个红外摄像头捕捉参观者自左向右或自右向左的挥手动作，将挥手动作转换成交互指令驱动Flash电子书做翻书效果。该系统适合多种用户使用，符合阅读习惯，且无特殊硬件要求，制作成本较低，适合在普通大众中推广。     

动态虚拟智能交通场景的研究与实现

在微观交通仿真系统中,三维虚拟交通场景主要研究静态物体的构建,对交通环境中各种动态因素研究较少。该文探讨虚拟交通场景中虚拟汽车的视觉感知行为和决策行为,给出视觉感知图和模糊神经网络决策图,在此基础上利用EONSDK技术构建动态虚拟智能交通场景平台,提高了虚拟交通环境的真实性,而且可以定制不同交通环境和模拟不同交通事故场景。