基于程序化生成和机器学习的地形快速生成方法研究

电影虚拟化制作中,拍摄现场对虚拟场景的调整速度有着较高的要求,而地形作为虚拟场景的基础元素,对整个虚拟场景的质量有着至关重要的影响,现有的地形生成方法无法满足拍摄现场针对地形进行快速调整的要求.本文将程序化生成和机器学习结合,提出一种地形快速生成的方法.实验结果表明,该方法能够有效提升地形的生成速度.     

一种虚拟室内场景对象调度方法

在具有真实感的虚拟场景中实现实时漫游是构建虚拟场景的关键技术之一。针对室内场景的漫游提出了基于观察者位置和视点方向的对象调度策略。该算法通过合理地载入场景中对象的LOD模型及有效的场景裁剪,极大地加速了漫游时的场景绘制速度,从而实现了在漫游中平滑无延迟地浏览虚拟场景。     

虚拟电影制作中的协同摄影及动态遮罩技术研究

虚拟电影制作已经成为未来电影制作流程的必然发展方向。虚拟电影制作是使用计算机虚拟技术来辅助甚至取代传统电影拍摄制作的某些环节,对传统的电影制作流程进行虚拟化,实现在虚拟环境下实时交互地进行电影制作。图像合成技术用于将不同的图像元素合并到同一幅画面里。数字图像合成所必需的几个因素是像素值、遮罩、Alpha通道,在合成过程中还需要对不同元素之间的遮挡关系进行正确处理。针对图像合成中图像元素之间存在的动态遮挡关系变化,目前仍没有自动化的解决方案。本文提出了一种动态遮罩技术,通过实时跟踪人物与摄像机的距离,并动态地对三维虚拟场景进行分层,从而实现人物与三维虚拟场景之间遮挡关系的动态变化。     

从计算机视觉角度分析增强现实场景生成与可视化

增强现实场景生成与可视化是只在现有的真实场景之下,将计算机虚拟技术引入进来,实现虚拟场景与现实场景的渲染。带给人们一种比现实场景更加梦幻,比虚拟场景更加真实的视觉冲击。通过利用计算机视觉角度对于现实场景进行情景再现,进而开发出一个增强现实系统,提高现实场景生成与可视化的水平。     

采用VRML的虚拟校园交互功能的实现

以某虚拟校园交互功能的实现为例,从信息获取、虚拟场景交互控制出发,探讨了VRML与HTML通信、VRML与JavaScript、VrmlScript在HTML中通信等技术,实现了校园内的各种数据、属性、图形的查询,实现了虚拟环境的工具菜单,实现了场景对象的移动、删除、修饰等,从而丰富了虚拟校园的交互手段,方便了用户的操作.     

探究虚拟场景技术的实现

虚拟现实技术是一种跨学科的新技术,应用领域广泛。本文主要介绍了虚拟系统的初步设计与实现,给出了设计的基本规划和通过VRML建立虚拟场景的过程。通过VRML产生的场景,用户可以很方便的浏览各种三维模型场景,使其不再停留在图片上。最后通过以VRML为基础的虚拟场景达到虚拟场景的自动漫游和手动漫游。     

面向虚拟施工的BIM模型组织与优化

建筑信息模型(BIM)技术的拓展应用给建筑业的发展带来了新的动力。虚拟施工(VC)技术作为BIM技术在施工阶段的延伸,能够更好地对施工过程进行模拟与优化,提前检测施工过程中可能存在的问题,从而减少返工、提高施工效率。但是,大量的数据处理工作降低了施工模拟的效率。本研究为了提高VC过程中动态模拟、分析和渲染的效率,通过构建多层次建模规则,首先定义了设计各专业、施工工人和机械在不同阶段相应发展程度(LOD)的BIM模型,然后结合场景管理的理念对虚拟施工场地进行合理地划分与组织,并在不同规模的场景中调用不同详细程度的BIM模型加以渲染,以实现不同规模场景中施工过程的高效动态模拟与分析。本研究期望,可为虚拟施工的有效实施提供一定参考。     

基于具身认知的动作类非遗虚拟交互场景设计

动作类非遗是指以人体为载体,以动作为主要表现形式,通过完成特定的肢体动作来展现文化内涵的非物质文化遗产。通过虚拟技术设计交互式游戏化体验,促进动作类非遗的传播与传承,实现动作类非遗的数字化转化和活化保护,探索动作类非遗保护方法的新途径。运用虚拟现实技术和动作捕捉技术,以太极拳为例,构建基于具身认知的动作类非遗虚拟交互场景。动作类非遗的传承需在现实场景通过即时的动作教学与练习中实现,因此会受到时空局限。建构动作类非遗虚拟交互场景,有利于学习者自学标准化动作,掌握成体系的动作程式,并养成下意识的身体经验,从而实现动作类非遗的传承和保护。     

3D MAX技术在虚拟场景设计中的应用

3D MAX技术在美术、平面设计和3D游戏等的应用是比较广泛的,在动画设计、艺术类环境艺术设计等专业中虚拟场景设计课程都是其专业必修课,在虚拟场景设计中应用3D MAX技术能得到非常明显的效果,对场景设计的虚拟现实化程度的提高有一定的积极作用。本文就3D MAX技术在虚拟场景设计中的具体应用进行分析。     

面向船舶航行训练的大范围地形建模

大规模地形场景的实时绘制在虚拟现实、地理信息系统、战场仿真等领域有着广泛的应用。为满足船舶模拟训练系统中视景仿真的需求,对大规模地形场景的建模与实时绘制技术进行了研究。首先对比了几类常用数据插值方法,采用数据融合的方式对DEM数据进行了插值。通过结合模拟训练的实际,提出了一种基于可见性判断的地形剔除方法,通过放射状搜索,判断当前点是否遮挡,进而对被遮挡点进行剔除处理,可以有效减少地形建模中无关面片,提高绘制速率。利用Google Earth获取地形纹理,使用Terri Vista构建三维地形,实现了地形的三维建模。试验表明提出的方法可实现大规模地形场景的高效逼真绘制。     

基于虚拟现实技术的带式输送机设计系统

基于虚拟设计技术和面向对象的组件技术,开发了带式输送机设计系统.通过建立可视化动态图形组件,系统实现了可视化动态侧形建模、模型验证、虚拟载荷分析、动态响应仿真分析、虚拟监测控制和三维虚拟场景等功能.系统应用表明,采用虚拟设计技术进行大型带式输送机系统设计分析是切实可行的,可以缩短设计周期,节约设计成本,提高设计质量,确保设计安全可靠.     

应用Java3D技术构造网络虚拟现实环境的方法

Java3D是Java语言在三维领域扩展的一组API,可用于快速构建虚拟现实环境.通过比较两种创建虚拟现实环境的方法,提出一种利用Java3D技术创建虚拟现实环境的方法.着重介绍了利用Java3D构建虚拟现实环境的几个关键技术和具体实现方法,并实现了一个原型系统,同时给出了系统结构和功能.用户可以利用该系统非编程快速搭建所需的三维场景,并且能实现人与场景的交互.     

基于XML的Web3D大场景虚拟现实应用的研究和实现

由于受到硬件条件的限制,大场景虚拟现实一直难以在Web上应用.分析了限制大场景虚拟现实应用尤其是在Web上应用的三大瓶颈,分析了LOD策略模型的技术特点及其存在的缺陷,提出了一种新的分块策略模型.基于该分块模型和XML技术,提出了一种可以克服CPU、内存、网络带宽三大瓶颈的技术方法,使大场景模型能在普通计算机及不太高的网络环境上运行,使大场景的Web虚拟现实应用能成为现实.     

基于VRML场景的虚拟装配环境设计

Java 和VRML 的结合,构成了创建基于网络的大规模虚拟环境的理想综合平台,特别适合分布式VRML 场景的虚拟装配环境设计。给出了一种基于VRML 和Java的虚拟现实构建方法,即通过I-DEAS 完成虚拟产品的物理建模和装配设计,修改由I-DEAS的输出的VRML 文件,增加交互性所必需的传感器节点,然后利用VRML 的Script 和EAI将它们有机地集成在一起,在此技术上完成VRML 场景的动态生成、装配控制及装配过程的动画回放等功能。     

基于场景平面结构的增强现实方法

提出了一种基于场景平面结构的增强现实方法.首先,选定图像序列中的两帧对目标场景进行局部的三维重建;然后,选择场景中某一平面作为处理和跟踪的对象,通过交互指定该平面内矩形的四个顶点作为虚拟对象的嵌入区域并建立局部参考坐标系,从而实现虚拟对象与三维场景的迅速对齐;最后通过鲁棒的场景平面跟踪算法实现虚拟对象在整个图像序列中的真实感嵌入,完全允许嵌入区域被部分遮挡的情况.真实序列图像的实验结果及对算法的分析验证了方法的有效性和可行性.     

采用Java3D构建虚拟校园技术的研究

Java3D是一种基于场景结构图的新一代三维图形API,继承了Java语言的优点,同时具有交互性、支持多媒体和节省网络带宽等优点,具有很好的应用空间.鉴于此,在研究Java3D构建交互式三维虚拟场景的过程、方法和相关技术的基础上,以石家庄铁道学院为例,以Java和Java3D为构建平台、以网络技术和数据库技术为支持,开发了一个虚拟校园系统,用户可以在其中漫游、对虚拟场景进行交互操作和信息查询、通过聊天进行信息交流.该系统直观地展示了校园景观及设施,方便了用户对校园信息的查询,取得了良好的效果.     

航海视景中特效的实时模拟

航海视景仿真中,对特效的模拟非常重要,成功的特效模拟可提高仿真的效果,增加视景的真实感.在分析粒子系统和Billboard两种特效仿真方法的基础上,为了减少模拟所需的粒子数,减小系统开销,利用一种粒子系统和Billboard相结合的方法,同时结合灰级纹理贴图等处理技术,实现了烟、航迹、烟花特效的实时仿真,在基于AndShow_VRToolKit的视景驱动下,取得了令人满意的仿真效果.     

基于用户体验满意度的虚拟村寨路径规划

目的 用户在复杂环境下的虚拟村寨中游览,为了兼顾用户游览体验满意度及用户行为偏好,提出了基于用户体验满意度的路径规划方法。方法 首先,还原真实村寨的虚拟场景,对虚拟村寨进行降维处理,获取栅格化地图;然后,提出一种改进A星算法,并以地标点、用户移动轨迹、用户喜爱度等为约束条件,构建多因素影响下的虚拟村寨路径规划模型;最后,通过设计实验采集用户行为偏好数据,并由所构建模型开展约束影响权重分析,并将约束条件作为开展寻路算法的影响因素。结果 实验结果表明,该方法所规划出的路径能够有效兼容地标点、用户移动轨迹、用户喜爱度等多种约束条件。结论 路径规划结果对提升用户在虚拟村寨场景中的体验满意度具有明显优越性,能为用户沉浸式游览体验设计提供新方法。     

VRML虚拟现实网络互动仿真装配平台的研究

在计算机上实现了虚拟装配的流程以及运用VRML创建可视化的三维虚拟场景,提出了一种基于VRML和Java的虚拟现实构建方法,以增强VRML虚拟场景与外界的交互性,并通过实例提出了创建网络虚拟装配交互仿真的具体方案。该方法不仅可用于演示网络环境下的可视化装配,也适用于基于VRML的其它领域科学可视化。     

机械产品虚拟装配智能导航技术的研究

通过对机械产品虚拟装配过程中装配关系的分析,在理解与识别设计者的装配操作和意图基础上,对共线约束和共面约束的智能导航进行了深入研究,实现了机械产品虚拟装配的智能导航.该方法有助于在虚拟装配环境下快速准确地进行零部件虚拟装配,提高产品设计效率.