图形引擎与物理引擎结合的研究与实现

由于具有物理特性的三维虚拟场景更具有真实感,用户更易于沉浸到场景中,因此物理引擎在虚拟仿真中的作用日益重要.首先采用了OGRE图形引擎和PhysX物理引擎,设计了图形引擎与物理引擎结合后的主体框架,对框架的核心部分进行了分析.然后在物理引擎中创建模型和用OGRE模型转换为PhysX模型,以及利用关节实现复杂模型.结果实现了两个具有物理特性的虚拟场景,为建立真实的虚拟仿真环境打下基础,并将促进物理引擎的应用.     

基于物理引擎的汽车起重机实时仿真

为提高仿真系统的运行效率和扩展性,提出了层次模型的汽车起重机模型组织方法。该模型按整车各部件之间的关系逐层分解,将独立的部件组织成树状结构。对独立模型方案和层次模型方案进行了比较,证明了层次模型可减少运算量,并具有良好的扩展性。分析了物理引擎的理论基础和求解过程,以及三维图形引擎的渲染流程,研究了物理引擎求解结果驱动三维图形实时渲染的实现方法,建立了某型全路面多轴汽车起重机的层次模型。汽车起重机的驾驶和吊装仿真实例结果表明了物理引擎求解的可行性以及层次模型的有效性和扩展性,从而为其他类型汽车起重机模型组织提供了可行的解决方案。     

物理引擎与图形渲染引擎绑定的研究与实现

近年来,物理引擎在计算机仿真模拟和游戏应用等领域扮演着越来越重要的角色.一款专业的图形渲染引擎与物理引擎相融合,能够更好地体现出虚拟现实场景的逼真性.在对国外专业的面向对象图形渲染引擎和牛顿物理引擎的基本内容和设计原理进行研究的基础上,分析了如何有效地将物理引擎与图形渲染引擎相互绑定,并给出了绑定系统的类库结构及实现方法.最后在实现的绑定平台下构建出了两个体现物体物理特性的虚拟场景.     

基于防摇吊具的集装箱起重机半物理仿真系统

针对集装箱起重机学员培训周期长、安全性差等问题,提出一种基于3D图形渲染引擎（OGRE）的虚拟现实技术,实现集装箱起重机半物理仿真操作培训的方法。设计集装箱起重机司机室硬件操作平台,使用OGRE渲染引擎驱动集装箱货场的三维虚拟场景;建立防摇吊具摆动的动力学模型,模拟起重机吊具的残余摆动;并用以太网通讯实现起重机联动台等实物硬件与虚拟现实仿真软件的信息交互。解决仿真操作系统中的虚拟场景的驱动、吊具残余摆动的模拟、实物硬件与虚拟软件的实时通讯等关键问题。实验结果表明,该半物理仿真系统真实感强,对集装箱起重机驾驶训练有重要价值。     

物理引擎的研究与开发

随着计算机性能的不断提升,对物理三维图像模拟的精度的需求也随之不断增长。在计算机游戏领域,强大的三维物理引擎开始被广泛的应用。而无论是采用虚拟现实模拟真实世界,还是利用图形引擎开发三维游戏,搬开了物理引擎就会失去场景的真实感或者游戏娱乐的细节拟真度。     

OSG与Bullet的结合研究与实现

图形引擎和物理引擎在虚拟现实的仿真模拟和游戏开发等领域扮演着越来越重要的角色.为了使虚拟场景的仿真更加逼真,需要将图形渲染引擎与物理引擎相融合.鉴于此,在充分了解开源图形引擎OSG和开源物理引擎Bullet的基础上,分析两者各自的特点,并研究如何有效地将两者相互绑定.在研究结果的指导下,构建出一个具有物理特性的虚拟环境.实例的仿真结果验证二者的结合在虚拟仿真中的实用性,这为建立真实的仿真环境提供了一种可行的方案.     

三维虚拟物理实验仿真平台的界面设计与实现

文中介绍了三维虚拟物理实验仿真平台及其界面的设计与实现。该平台提供一个身临其境的实验环境。实验仿真平台对于学校减少实验成本和实验者实现一些危险、复杂的科学实验而言,具有重要意义。Delta3D是一个开源的开发引擎,可用于3D游戏、仿真或其他图形应用程序的开发。该平台由Delta3D搭建,界面由Delta3D集成的CEGUI开发库开发。界面的设计与实现至关重要,平台的优劣很大程度取决于界面的可操作性。该平台集趣味性与严谨性的界面设计,使平台达到良好的仿真实验效果。     

基于OPENGL的物理力学模拟实验课件的设计与实现

多媒体教学课件正在被越来越多地开发和应用,但目前大多数课件是用比较简单的二维图形技术生成,只能简单地示意物体运动的特征,不能逼真地反映出在三维环境中物体运动的规律.本文利用虚拟技术中的三维图形技术,用C++Builder和Open GL技术编程实现了物理力学的若干三维模拟实验课件,并在大学物理教学中得到应用.这些模拟实验课件不仅可以使教学内容更加生动形象,而且还能模拟常规物理实验难以实现的实验条件和效果.本文介绍了根据物理数学模型构建数据结构的方法,给出了如何使用模型变换、投影变换、视口变换以及消隐技术等绘制场景和运动物体,还介绍了光照和纹理的产生方法以及动画性能的优化措施等.本文所介绍的多媒体课件设计方法具有程序开发周期短、物体运动真实感强、程序运行速度快等特点.     

移动机器人3D仿真软件的设计与实现

在机器人技术研究中,为了提高机器人控制算法的开发效率,提出移动机器人三维仿真软件的设计方案并加以实现。该软件采用ODE物理引擎生成动力学世界和实现碰撞检测,提高了仿真速度和精确度,同时采用OpenGL绘制三维图形,改善了图形显示效果。仿真实例证明,该软件具有一定的实用价值。     

多媒体在物理实验教学中的应用

物理实验教学是物理课堂教学的重点、关键,直接影响物理课堂教学质量。但物理实验因实验要求、环境、器材本身的局限性,无法直观地演示和再现实验操作过程和实验现象,甚至有些实验根本无法实现。论文阐述了运用多媒体对物理实验加以改进、完善和模拟以优化物理实验教学的方法和注意事项,实现学习的多元化、主体化、社会化,全面提高物理教学质量。