基于增强现实的虚拟实景空间漫游机制研究与实现

增强现实技术可以把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实场景中.将增强现实技术与基于图像的绘制技术有机的结合起来,介绍了虚拟实景空间的构造,探讨了虚拟物体与实景空间的合成方法,给出了一种在虚拟实景空间中漫游的机制及其实现方法,综合考虑了机制的复杂度和漫游的自由度,在两者之间取得了平衡,该方法具有较好的实用性.     

虚拟实景空间实时漫游的缓存与调度策略

集成各种媒体信息的虚拟现实空间必须首先能够提供一种具有沉浸感的实时空间漫游机制 ,保证用户在漫游过程中获得平滑的视觉效果 ,并能维持用户视觉的一致性 .本文结合虚拟实景空间的信息组织方式 ,分析了在虚拟实景环境中进行实时漫游需要解决的内存管理和线程同步与调度问题 ,设计实现了一种实时多线程漫游机制 .     

虚拟漫游系统中调度算法的研究与实现

针对虚拟实景空间漫游系统中资源调度问题进行了研究，提出了相关算法，这些算法充分利用计算机的资源，合理地调度虚拟对象，能在漫游中平滑无延迟地浏览实景图像，算法已在软件中实现，效果较佳。     

虚拟实景空间系统HVS的研究与实现

虚拟实景空间系统ＨＶＳ由计算机自动拼接,变形与组织许多幅离散的实景图像或连续的视频,生成虚拟空间。这种虚拟空间具有照片质量的视觉效果,称为虚拟实景空间。虑拟实景空间能为用户提供前进,后退,仰视,俯视,３６０度环视,近看,远看等漫游能力,可运行于ＰＣ平台,ＨＶＳ是虚拟实景空间的生成与漫游平台。将介绍它的模型,组成与实现。     

实景空间中虚拟对象嵌入技术研究

实景空间是以实景图像为素材构造出的具有三维操纵能力的虚拟空间,增强现实技术可以把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户看到的真实场景中。该文主要讨论如何在实景空间中嵌入计算机生成的虚拟对象。首先介绍了实景空间的概念和模型,然后着重探讨了虚拟对象与实景空间的合成方法,主要解决合成中的几何一致性和光照一致性问题。     

360度柱面全景图像的生成

基于图象的漫游系统,使用计算机对多幅离散的实景图像或连续的视频自动拼接,变形与组织,能够生成具有照片质量视觉效果的虚拟场景。浏览者可在这个虚拟实景空间中进行前进、后退、环视、仰视、俯视等漫游。本文介绍了什么是全景图,以及一个简单的360度全景图的生成过程,并着重介绍了其实现的步骤。     

基于全景技术的虚拟印刷实训室的实现

三百六十度全景技术是虚拟仿真中场景实现方法方向十分重要的一种实现技术,本文采用基于全景图像拼接技术创建全景图的方法构建真实感侵入感强烈的体验式在线漫游虚拟印刷实训室,简洁快速得实现了在线虚拟印刷实训室的实景漫游,该系统在乌鲁木齐职业大学印刷专业实训室的建设中得到使用,对辅助印刷专业实训教学及其他专业实训教学均具有重要的实际意义和参考意义。     

全方位实景空间生成方法和漫游技术的研究

提出了一种全方位实景空间生成方法,该方法从多个摄像头装置捕获多路视频图像,将多路图像实时拼接成360度柱面全景图,由一系列的全景图构建了全方位实景空间,并设计了全方位实景空间的贯穿漫游和环绕漫游系统,该方法适合于大规模场景中固定路线上的全方位实景漫游展示.     

基于柱状全景图的空间漫游视图拟合算法

本文提出了一种基于柱状全景图的空间漫游视图拟合算法。其核心是基于固定点柱状全景图之间的空间关系并通过图像拼接技术和图像混合技术生成任意视点下图像。为实现漫游行进中视图信息的合理过渡,设计了固定视点柱状全景图分割后各部分的图像映射关系。实验证明该漫游策略可以满足虚拟漫游的实时性要求,同时具有规模扩展性。     

虚拟实景空间系统HVS的研究与实现

虚拟实景空间系统HVS由计算机自动拼接、变形与组织许多幅离散的实景图象或连续的视频,生成虚拟空间。这种虚拟空间具有照片质量的视觉效果,称为虚拟实景空间。虚拟实景空间能为用户提供前进、后退、仰视、俯视、360度环境、近看、远看等漫游能力,可运行于PC平台。HVS是虚拟实景空间的生成与漫游平台。将介绍它的模型、组成与实现。     

基于图象渲染的球面虚拟空间生成及实时漫游算法研究

在基于图象渲染（Image Based Rendering）技术的虚拟现实系统中,球面虚拟空间与柱面虚拟空间相比,具有不受上下观察范围限制等优点。特别是用于表现三维室内场景,球面虚拟空间比柱面虚拟空间优越得多。本文提出了球面虚拟空间生成,以及球面虚拟空间的实时漫游算法。     

球面虚拟空间的自由漫游

在基于图象的虚拟空间中,自由漫游是目前虚拟现实领域研究的热点。同心圆拼图法是解决这个问题比较好的方法。但是这个方法只解决了柱面投影的问题,用户在垂直方向的视域是固定的,而在许多应用中,用户需要进行俯视和仰视。为此,我们扩展了同心圆拼图法,运用同心球拼图法增加用户的视域范围。     

室内虚拟实景空间的自由漫游

在基于图象的虚拟实景空间中自由漫游是目前虚拟现实领域研究的热点，同心圆法是解决空上问题比较好的方法。但是这个方法只解决了柱面投影的问题，用户在垂直方向的视域是固定的，而在室内环境中漫游，用户需要进行俯视和仰视，为此，我们扩展了同心圆法，使用同心球法增加用户的视域范围。     

VR interactive dialog system with verbal and nonverbal communication

We have constructed a dialog environment between a human and a virtual agent. With commercial off-the-shelf VR technologies, special devices such as a data glove have to be used for the interaction, but it is difficult for anyone to manipulate objects on their own. If there is a helper who has direct access to objects in virtual space, we may ask them. The question, however, is how to communicate with the helper. The basic idea is to utilize speech and gesture recognition systems. We have already reported the above-mentioned result, although only the avatar can move a virtual object in the current system. The user cannot freely manipulate virtual objects. Therefore, in a new attempt, we constructed a communication channel between virtual space and the real world so that the virtual object could be manipulated. In order to develop the new system, we extended the existing system to an internet meeting system allowing users in different places to interact with each other by voice and by a pointing action with a finger. This work was presented in part and awarded as Young Author Award at the 13th International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 31–February 2, 2008     

虚拟实验中复杂运动的交互与控制

VRML能够支持动态的、交互式的3D场景,但自身交互性不强;Java能够自由运用于3D场景,是一种高性能的程序设计语言,灵活性大、计算能力强。两者的有机融合使动态交互三维虚拟空间成为可能。本文就虚拟实验中复杂运动的交互与控制方法进行了研究,重点讨论了VRML的外部交互方法：VRML中Script节点的添加、与Java的通信机制、节点中的Java程序以及执行中的调用次序。最后给出一个虚拟物理实验——导线切割磁力线的具体实现范例。     

HVS:构造一个虚拟实景空间

虚拟实景空间是指以实景图像或视频为素材构造出的虚拟空间.与传统的以三维造 型为素材,由计算机实时绘制出的虚拟空间相比,虚拟实景空间不需要复杂的三维造型,对计 算机计算能力要求低.虚拟实景空间支持用户在其中前进、后退、仰视、俯视、360度环视等操 作.总结了虚拟实景空间构造系统HVS的空间模型与部分关键技术.     

结合时空混沌映射的虚拟光学加密系统

目前虚拟光学加密中的随机模板密钥是二维矩阵,占据的内存大。根据时空混沌系统对混沌驱动初值及控制参数高度敏感,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,将该系统与虚拟光学加密系统相结合,利用混沌系统产生拟平均分布的时空混沌序列,以干扰待加密信息,实现安全加密。随机模板密钥由时空混沌的三个参数代替,减少了内存占用。经Matlab仿真实验证明,该方案密钥灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

蛇形供水管道机器人头部结构设计与运动学分析

管道机器人被广泛应用于管道检测领域,为适应小口径带压供水管网的检测,设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构,不仅有着良好的防水抗压效果,且该结构引入连续体机器人的特点,采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来进行姿态变换,使得机器人头部运动更加灵活,能够在150mm-300mm的小口径自来水管道中自由移动,有着广泛的可达任务空间;运用等效D-H方法建立机器人的运动学模型,计算出其正、逆解析表达式,并使用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出机器人头部的可达任务空间图,最后将设计的虚拟样机模型在Adams仿真软件中进行仿真分析;运动学分析和虚拟样机模型的仿真分析结果表明,所提设计方案合理可行,满足应用设计需求。