危险环境中的虚拟远程作业系统实验仿真

基于虚拟现实的远程操作技术为物料搬运和工程施工提供了一种新的工作方式,可以用来解决危险环境中的搬运和施工这一工程难题。文中围绕虚拟远程作业系统,介绍了系统的工作方式和系统结构,分析了虚拟远程作业系统的仿真方案,以及基于WTK的虚拟场景建模方式,建立了以WTK为仿真工具的虚拟仿真环境,通过仿真实验对虚拟远程作业系统的相关技术进行了实验验证。     

物料搬运小车基于虚拟现实的远程操作仿真研究

针对物料搬运作业的现实工作环境，运用虚拟现实技术，以码头货场为背景，利用VC 编程并结合WTK虚拟现实软件开发包，构建了小车取物交互式虚拟工作平台。通过对受控取物小车进行几何建模和运动建模，并结合远程操作技术，实现了小车的运动可控性及其与主机通讯的实时性。通过设置其运动参数和监控参数再现了仿真过程的实时性和真实感。在此基础上，对图像和三维场景融合及人机接口技术进行了探索。     

大型船舶物资补给可视化仿真

大型船舶物资补给可视化仿真可以形象地模拟物资补给搬运流程, 计算搬运时间, 发现搬运中的瓶颈问题, 进而实现搬运流程优化. 在定性分析大型船舶物资补给类型和搬运流程的基础上, 提出了基于Flexsim的大型船舶物资补给可视化仿真体系结构, 设计了仿真模型, 探讨了仿真平台实现的关键技术. 结合具体的案例, 开展了仿真实验, 结果表明, 可视化仿真对于大型船舶物资补给物料搬运系统的设计和运行管理具有重要作用.     

基于Web的实时虚拟仿真系统研究与实现

根据真实场景设计数据库,并将场景信息的变化实时地更新到数据库中.将虚拟现实技术和计算机仿真相结合,基于该数据库建立基于W eb的实时虚拟仿真系统.实时生成场景过程中,根据真实物体在数据库中的位置信息对场景中的虚拟物体进行定位.此外,采用了VRML与JAVA通信的技术为虚拟场景提供交互功能,使用户可以通过网络查询到场景的实时信息.     

江西师范大学人文生态校园虚拟仿真系统

以江西师范大学人文生态校园虚拟仿真系统为例,提出了以虚拟现实技术和三维仿真技术为核心,基于虚拟仿真平台,综合利用360度全景技术、GIS、多媒体信息和Web网络技术,建立富有人文生态元素的三维虚拟场景的方法。结果表明,这种方法建立的大规模虚拟场景在虚拟逼真度、仿真效果、运行效率和人机交互方面具有很好的优势。这一研究将虚拟仿真技术与人文生态理念相结合,为建设数字校园提供新思路,同时可以推广到园林、山河、湿地景观等虚拟现实应用中。     

江西师范大学人文生态校园虚拟仿真系统

以江西师范大学人文生态校园虚拟仿真系统为例,提出了以虚拟现实技术和三维仿真技术为核心,基于虚拟仿真平台,综合利用360度全景技术、GIS、多媒体信息和Web网络技术,建立富有人文生态元素的三维虚拟场景的方法。结果表明,这种方法建立的大规模虚拟场景在虚拟逼真度、仿真效果、运行效率和人机交互方面具有很好的优势。这一研究将虚拟仿真技术与人文生态理念相结合,为建设数字校园提供新思路,同时可以推广到园林、山河、湿地景观等虚拟现实应用中。     

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。     

一种非圆齿轮虚拟插齿加工建模及切屑方法研究

非圆齿轮因其节曲线为非圆形,加工过程复杂,加工仿真困难。针对一种非圆齿轮的加工,实现了从毛坯到成品的虚拟插齿过程仿真,即按照事先编制的G代码(即数控程序),驱动虚拟插床有序去除虚拟毛坯材料。通过对毛坯模型进行离散化,在切割过程中不断从场景中移除切屑材料节点实现加工仿真;通过树状场景图结构搭建虚拟加工环境;数控插齿加工过程复合运动的协调运作,实现了基于G代码的加工过程运动仿真。采用Visual Studio 2008作为开发平台,结合OSG(open scene graph)图形库,再现了加工中工件的成型过程,为产品加工过程提供了有益的参考。     

支持力反馈的肝脏手术虚拟仿真及研究

该文提出了一种基于支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真系统,支持力反馈的肝脏虚拟手术仿真实现流程主要包括CT影像的肝脏三维重建、空间场景构建、实时动态交互设计、反馈力的手术操作仿真。虚拟仿真环境搭建完成后,用户能够通过头盔式显示设备HTC Vive Pro及其所配备力反馈手柄在虚拟手术场景中进行肝脏手术切割的沉浸式知识学习及实际操作训练。针对临床病例的病灶特征,通过肝脏医学CT断层扫描影像的获取及处理,获得基于VR虚拟现实漫游系统所需三维重建人体肝脏模型;通过真实手术场景的设计与手术操作的模拟仿真,设计了一套包括肝脏病理知识学习与实际手术切割缝合的仿真系统,并引入头盔式虚拟漫游设备及力反馈的震动手柄,进行了人体肝脏手术的虚拟仿真应用系统实现,为医学手术培训仿真提供了一种有效的应用场景解决方案。实验结果表明,该方法能够有效应用于基于CT影像三维重建的虚拟漫游场景呈现,尤其是在医学手术培训仿真领域,具有很强的应用创新价值。     

基于VRML的三维虚拟仿真场景的构建

建立以人为中心的和谐的人-机环境是开发仿真系统的关键之一，而虚拟现实技术是实现仿真和人-机交互的有利工具。为了使用户产生相当的融人感和身临其境的感觉，需要充分利用虚拟现实技术，建立三维虚拟仿真场景，拓宽人-机交流渠道。本文根据作者研究开发的基于虚拟现实建模语言VRML的三维虚拟仿真场景系统，详细阐述了利用VRML构建具有动态性和交互性的三维虚拟仿真场景的设计要点和关键技术。     

基于opengl的虚拟视景仿真系统研究与实现

为了使仿真设计用户快速高效地设计多种视景仿真任务,基于OpenGL,设计并实现了通用的虚拟视景仿真系统。系统采用面向对象技术将视景资源封装,通过可视化界面,将各种视景资源用场景图组织,完成视景仿真任务。系统可以动态的载入三维模型,提供随机地形和真实地形接口,构建逼真的视景仿真环境。同时,还可以将仿真结果以视频的形式保存,脱离系统环境演示。经验证,系统具有一定的通用性和灵活性,极大地缩短了视景仿真任务的开发周期。     

A scene graph based visualization method for representing continuous simulation data

This paper proposes a scene graph based visualization method that can verify time-varying continuous analysis simulation in a virtual reality (VR) environment by using the computer-aided engineering (CAE) data of structural analysis in product development. In previous research, the use of CAE analysis data has been problematic because of the lack of any interactive simulation controls for visualizing continuous simulation data. Moreover, the research on post-processing methods for real-time evaluation of CAE analysis data has not been sufficient. We therefore propose a scene graph based visualization method for representing continuous simulation data. The method can continuously visualize static analysis data independently of any timeline; it can also continuously visualize dynamic analysis data that varies in relation to the timeline. The visualization system for continuous simulation data, which includes CAE2VR Middleware that interfaces with various formats of CAE analysis data as well as functions for visualizing continuous simulation data and operational functions, enables users to verify simulation results with more realistic scenes.     

无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计

针对无人机飞行控制仿真环境以数据方式输出仿真结果不利于挖掘隐藏于数据中的本质特性的缺陷,借助虚拟现实技术的相关理论,设计实现基于无人机飞行控制仿真环境的三维视景子系统,实时动态再现无人机飞行运动全过程,为研究无人机飞行运动规律提供直观的事实根据。阐述了无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计实现的目标,构造了系统结构并提出了三维视景系统的实现框架,对视景系统实现的主要技术进行了着重介绍,在视景系统的具体实现中对视景数据库设计、视景系统开发、视点切换、LynX Prim e和ACF配置文件、数据通信接口的具体实现进行了详细的论述。最后给出了系统的实施效果。     

基于OpenGVS虚拟庐山之实现

介绍了基于三维视景处理软件OpenGVS虚拟庐山的实现过程。通过三维仿真建模软件MuhiGen Creator对庐山进行实体建模，利用庐山数字高程文件和遥感图像等，模拟形成逼真的3D虚拟环境。同时在Visual C＋＋6．0开发平台上结合OpenGVS实现了场景驱动，取得了很好的效果。     

利用OSG三维图形渲染引擎实现的骨骼动画

动态实体模型是虚拟场景的重要组成部分,骨骼动画是表达虚拟场景中动态实体行为的主要技术。提出了一种虚拟场景中三维模型骨骼动画渲染的策略,即采用第三方软件建立三维动画模型,基于Cal3D动画控制机制,使用OSG三维图形渲染引擎对虚拟场景中运动的三维模型进行模拟。在VisForest软件的基础上,集成了骨骼动画渲染方法,解决了动物在虚拟地表上“踏空”的问题,扩展了动态实体在虚拟环境中的行为模拟。以梅花鹿和大象为例,逼真地模拟了动物在虚拟环境中的奔跑和行走的过程,模拟过程中动作衔接比较自然。     

基于GIS和VIRTOOLS技术的虚拟校园漫游开发方法的研究

采用VRML、WTK等技术开发的虚拟校园漫游,具有交互性和沉浸感等特点,但不能提供地理信息导览搜寻等功能,且开发难度大.提出了一种基于GIS和VIRTOOLS技术的虚拟校园漫游开发方法-GIVT,即用3DMAX构建三维校园场景,制作虚拟角色和动画;用VIRTOOLS进行地理数据处理,交互控制.实验表明该方法能克服上述方法的不足,具有交互性、沉浸感、简单和易实现等特点.     

基于粒子系统的飘雪场景实时绘制

为了实现真实感飘雪场景特效,提出基于GPU加速的飘雪场景实时绘制方法。飘雪场景作为自然环境特效的一部分,一直是虚拟现实领域研究的难点。详细阐述基于GPU加速的飘雪场景实时绘制方法,包括雪粒子的产生、初始化、属性更新、沉积计算、消亡、绘制等过程。给出实验结果与分析,包括飘雪场景、飘雪效果、飘雪沉积等实验。实验证明,该方法是可行有效的。