基于OSG的Speedtree植物模型绘制研究

针对提高林业可视化中的森林植物真实感这一核心需求,提出引入Speedtree绘制技术解决此问题,具体做法是将Speedtree的植物模型导入OpenSceneGraph(以下简称OSG)三维渲染引擎,从而提高林业可视化系统中植物模型的真实感.探讨了Speedtree植物模型的特性及其在OSG中绘制的多种方法,在此基础上,探讨并研究Speedtree植物模型导入OSG的原理,基于Speedtree渲染接口实现Speedtree植物模型在OSG中的绘制.渲染结果显示Speedtree绘制技术的引入满足了林业可视化提高植物模型真实感的需求.     

月面探测器实时能量平衡分析及自动测试系统

近年来,世界各国将目光聚焦于月球探测上,然而目前探测器缺乏一套统一的自动测试系统.针对月面探测器工作模式多、环境因素复杂等特点,提出月面探测器实时能量平衡分析及自动测试系统.根据大光照角试验、宽温度蓄电池组容量测试及全任务周期负载需求评估等数据,实现月面探测器能量平衡分析.通过控制计算机及GPIB接口输入测试仪器,实现具有自动数据采集、数据记录、图表显示和故障预警功能的自动测试系统.该系统填补了探测器模拟测试相应领域的空白,可以为后续月面探测器的地面模拟测试提供一定的建议与参考.     

虚拟现实在变电站仿真中的应用

虚拟环境就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的三维环境,是对现场环境的最真实仿真.该系统基于OSG1.0开发库,利用3DMax建模工具构建模型场景,VC 和OSG编程来实现场景的显示、场景的漫游、碰撞检测和设备的状态变化,构筑一个三维、动态、实时、可交互的数据平台, 展现包含各种数据的动态的实体效果.用户可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响,从而产生亲临现场的感受和体验.最终该系统满足了变电站仿真培训的要求.     

OSG的粒子特效仿真

OSG是一款市场占有率非常高的3D图形开发库,粒子特效的开发的一直是其难点。在介绍粒子系统的基础上,分析了OSG中的粒子对象类的功能与继承关系,提炼粒子特效仿真的思路,并给出一个粒子特效实例。     

基于OSG与Qt的FAST三维场景仿真

为解决FAST基地可视化的问题,开发了一套基于OpenSceneGraph(OSG)与Qt的三维场景仿真系统。通过三维建模,计算机程序自动化布局,OSG虚拟场景搭建等,将FAST的场景进行仿真显示。通过数据驱动实现对虚拟场景的实时更新,同时采用OSG的粒子系统来模拟雨雪天气特效场景。该系统将FAST的场景实时显现在技术工作人员面前,具有场景漫游,动态演示等基本人机交互功能,可为FAST基地的实践工作提供辅助决策依据。     

OSG引擎在Android Studio中的移植和运行

基于OSG(Open Scene Graph)设计并实现一个在Android Studio平台三维场景的展示系统。分析OSG引擎和Android Studio平台的优势,以三维飞机场景为模拟案例,重点对Android Studio平台上建立可视化三维模型的步骤和构建三维模型的关键技术进行研究。结果表明,基于OSG的三维飞机模型应用在Android Studio平台上运行流畅,响应速度快,图形质量高,具有很好的交互性,为OSG在移动平台的整体移植提供了实践参考。     

采用八叉树和OSG分页结点的海量点云三维可视化

针对现有海量点云可视化方法存在索引构建时间长、内存占用大等问题，研究一种八叉树索引结合OSG分页结点的快速可视化方法，可在占用较小内存的基础上快速建立点云索引并实时调度。采用八叉树索引结构对海量点云进行数据组织，建立各层级的八叉树结点并以文件映射的方式分块保存，对结点文件重组织转换为支持OSG渲染引擎的多分辨率点云数据。采用基于OSG分页结点的实时调度技术，对海量点云进行高质量可视化。与目前两款主流的点云数据处理商业软件进行实验对比分析，结果表明所提方法具有索引建立速度快、内存占用小等优点，同时可视化交互更加流畅，适用于各种配置计算机下海量点云数据的调度管理与实时可视化。     

空间任务视景仿真系统的设计与实现

随着我国空间科学事业的快速发展,空间任务的可视化仿真显得越来越重要,构建可视化的空间场景已成为空间任务仿真必不可少的环节.文章首先介绍了空间任务视景仿真系统的设计架构,在此基础上,详细描述了利用OSG视景开发软件实现视景系统的过程.在保证系统实现的基础上,重点解决了多视窗显示、控制台操作、多角度观察以及文字显示等诸多关键技术,为空间任务的设计和分析提供一个功能可扩展的可视化仿真环境.最后,针对场景的扩展问题,提出动态加载技术,有效地改善了系统的灵活性.     

基于OSG的人体经络信息可视化平台

为了直规地观察本来不可见的人体经络系统.本文根据高性能3D图形库OSG的特点,设计并实现一个人体经络信息可视化平台.平台分为人体经络系统数字建模和人体经络系统的规律和功能可视化两个部分,通过用户图形界面将它们有机的联系在一起.事实证明:该平台可以形象直观地表达抽象的经络信息,并为经络的学习和研究提供强有力的工具.     

基于OSG的镜面反射特效的实现

针对虚拟现实领域中如何提高渲染性能的问题,提出采用OSG(Open Scene Graph)图形开发接口实现镜面反射特效.由于镜面反射特效中的反射映像需通过绘制被反射物体的镜像拷贝来实现,而OSG的场景图技术支持对象实例的重用,它可以在一次加载几何体模型的情况下,给模型添加多个父节点,用以绘制不同状态的模型.同时,OSG采用StateSet类管理渲染状态,每个StateSet对象可以自动优化状态设置,使状态转变量最小,从而提升渲染性能.实验证明,用OSG开发库可以快速模拟出真实的镜面反射现象,并有效避免了冗余状态的设置.     

OSG多点触控自然用户接口框架

OSG多点触控自然用户接口框架是在Windows多点触控技术基础上,将触控事件的管理和处理与OSG的事件处理机制相结合,形成了OSG的多点触控运行框架.在与用户交互过程中产生手指触屏的原始数据,根据这些原始数据定义所需的手势,并将其与OSG中交互事件处理机制相结合,完成利用多点触控对三维场景的交互操作.基于以上原理,分析了三维用户交互中主要的操作任务,定义了符合三维空间操作认知的多点触控交互手势,设计了相关手势的识别算法,并通过实例应用的开发验证了这一原理和设计成果的正确性和可行性.     

基于OSG的水利工程三维可视化系统研究与应用

结合虚拟现实技术在水利工程三维可视化系统中的应用,通过对流域地形仿真、洪水演进模拟的三维可视化研究,以等高线数据为基础,使用VPB及ArcGIS构建地形模型,采用VC＋＋结合OSG的可视化开发环境建立了水利工程可视化模拟系统,实现了三维场景漫游、空间信息查询、洪水演进模拟等功能。该系统能在PC机上流畅地运行,图形的生成速度和质量较高。     

光伏电站虚拟仿真实训平台建设

针对分布式光伏电站培训课程实训教学设备不能满足实训教学需求的问题,从虚拟仿真教学角度出发,以一个真实的屋顶光伏电站项目作为典型案例,采用Unity3D引擎进行开发了一套光伏电站设计、施工及运维虚拟仿真实训平台,并对该平台的功能、架构以及开发流程中所涉及的关键技术进行了介绍.应用结果表明,该平台实现了光伏电站的前期现场勘查、设计、施工、以及后期电站运行维护的虚拟可视化,对光伏专业学生和相关工程技术人员进行光伏电站培训具有很好的应用价值.     

石油勘探开发中的数据场可视化技术应用研究

石油勘探开发是石油工业的重要部分,在石油勘探开发过程中,会采集到大量的数据,形成三维数据场,使用这些数据的目的足为了准确地再现油藏分布以及石油勘探开发过程中的参数的动态变化。该文是将三维数据场可视化技术应用到石油勘探开发过程中的地质建模和数值模拟之中,利用可视化技术,尤其是三维数据场可视化技术,实现了从大量数据中构造出三维图像。该文在算法中使用了包围盒技术和分层存储结构来提高算法的速度,达到了较好的效果,直观地再现了石油在油气藏中的状态,指导设计人员进行井位的确定,提高石油生产的效益,辅助相关领域工作人员的分析、设计,具有广泛应用前景。     

A 3D multiresolution lunar surface model using bicubic subdivision-surface wavelets, with interactive visualization tools

The laser altimetry (LAM) dataset obtained by Chang'E-1 (CE-1) contains about 8.6 million points, and how to use it to model and visualize the lunar surface is a problem. This paper presents a 3D, multiresolution, approximate lunar surface model based on a subdivision-surface wavelet, as well as efficient tools for rendering the three-dimensional surface at speeds approaching real-time interaction in a general Personal Computer (PC) environment. The surface model is C²-continuous at nearly all points. The modeling and visualization method could be applied to most other global data sets.     

Developing Nomad for robotic exploration of the Atacama Desert

Recent years have seen renewed attention to planetary exploration, and robotics is recognized as essential to many upcoming missions. In this article we describe the ongoing efforts of the Nomad project to develop robots for planetary and terrestrial exploration. The project is developing, demonstrating, and evaluating systems capable of long-distance, long-duration missions. In 1997 this work has resulted in the Atacama Desert Trek, in which a mobile robot named Nomad, explored the Atacama Desert of northern Chile. Nomad's 45-day objective was to travel 200 km across the rugged, barren landscape. We then will describe the technologies for Nomad's transforming chassis, high data-rate communication, safeguarded teleoperation and autonomy, panoramic imaging and visualization, and remote science. We then focus on issues of long-distance, long-duration exploration and describe the events and results of the Atacama Desert Trek.