基于Z_buffer值的碰撞检测算法研究

碰撞检测算法是增强虚拟环境的逼真感和沉浸感的一个重要手段。原有的碰撞检测算法计算复杂，在复杂大范围三维场景绘制时会占用系统大量计算资源。针对传统碰撞检测算法的缺点，提出了一种基于缓冲区Z_buffer值的快速碰撞检测算法。该算法充分利用场景绘制时的变换矩阵和深度信息，实现了用户以第一人称在虚拟场景中漫游时进行快速碰撞检测与响应。实验证明该算法计算简单、速度快且与场景复杂度无关。     

虚拟场景漫游系统的碰撞检测优化算法

基于三维层面的碰撞检测算法都比较复杂,还需要大量场景数据作支撑.本文针对虚拟场景漫游系统的特点,提出一种将三维碰撞简化到二维平面中的检测算法.实践表明:该算法能大大提高检测效率,也能很好地满足漫游系统的需要.     

三维网上虚拟商场的绘制与漫游

介绍了一个三维虚拟商场的系统框架，用OpenGL解决了过程中的两个关键问题——三维场景绘制和碰撞检测。根据虚拟商场自身的特点，将纹理应用于多层次细节显示优化中，并采用多层次纹理的方式来提高三维场景绘制速度。设计并实现了一个适用于虚拟商场漫游的碰撞检测算法，采用平面图以及区域划分的方法，极大地降低了碰撞检测时间，实现了流畅的漫游效果。     

虚拟漫游中的碰撞检测问题的解决方法

碰撞检测是虚拟漫游中的关键技术。在进行虚拟漫游时，为了避免观察者飞人地下或穿墙而过等不真实情况的发生，就需要进行碰撞检测。解决虚拟漫游中碰撞检测问题的一种方法是：将场景中运动的观察者转化为一个视点，场景中的物体表面剖分成三角形，运动的观察者与静态的虚拟场景之间的碰撞检测问题，就转化为点与三角形之问的碰撞检测问题；此方法的优化方法是对场景中的三角形进行过滤，以减少不必要的计算。文中给出了此方法的具体算法及其优化方法。     

面向移动终端的三维模型简化与碰撞检测方法研究

移动终端三维场景的绘制与漫游由于其庞大的模型数据量和复杂的外观形态使得实现清晰的场景快速绘制十分困难。为了加快模型的绘制,提出了一种面向移动终端的三维模型的简化与碰撞检测方法,以优化绘制过程。该方法通过二次测量误差半边折叠算法来简化三维模型,并利用八叉树技术对不能显示在屏幕中的场景进行剔除,从而实现三维场景的快速读取、组织和绘制。针对移动设备的屏幕尺寸以及计算能力等限制,实现了适用于移动平台的碰撞检测算法,减少了计算量。实验结果表明,该方法能有效地简化模型,并提高绘制效率,同时减少碰撞检测的计算时间,因而可应用于三维场景的快速逼真绘制。     

碰撞检测在三维场景漫游中的研究与实现

碰撞检测是三维漫游中的一项重要功能。通过面向对象图形渲染引擎(OGRE)构建了一个模拟三维漫游系统,利用OgreNewt结合Newton库在系统中实现碰撞检测功能。碰撞检测包围盒均采用3DSMax创建,利用OgreNewt中的碰撞检测树解析,既保证了碰撞的精确性,又节省了编码工作量。适用于层次结构较复杂的三维场景的加载和碰撞检测。     

改进LOD的大规模三维漫游场景简化策略及分割算法

提出一种改进LOD的大规模三维漫游场景简化策略及分割算法,首先应用基于最小二乘粗糙度的节点简化策略对复杂场景网格进行简化,通过改进Lindstrom算法,增加简化准则来解决误差模型精确度下降和粗糙度值变化的问题;然后对简化后的模型采用多通道切割算法进化分割;分割后的场景数据,应用基于误差因子的评价系统来判断;最后实验,通过与传统算法分析比较,证明本文提出的简化策略和分割算法对降低大规模三维场景绘制复杂度,加快场景实时性显示等方面具有较明显的优势．     

基于Vega的虚拟现实系统漫游引擎

分析虚拟现实系统漫游引擎的设计与实现，提出基于Vega的视点与场景的碰撞检测算法，讨论用鼠标和键盘控制虚拟场景的带碰撞检测的漫游引擎，并把该漫游引擎应用到虚拟校园漫游系统的开发，取得预期的效果．     

三维场景漫游中碰撞检测的研究与应用

在虚拟现实环境下,基于包围盒算法是一类重要碰撞检测算法,该文在比较了层次包围盒下的几种常用的包围盒技术,具体阐述了实时性好且较容易程序实现的轴一致包围盒(AABB)的定义、重叠测试和碰撞检测算法,并把该包围盒技术应用到虚拟现实系统的碰撞检测过程中,最终在VC++和OpenGL平台上实现了三维场景漫游过程中物体之间的精确碰撞检测。     

基于OpenGL的飞机虚拟场景漫游系统的实现

运用图形程序库（OpenGL）与Visual C＋＋6．0相结合，对地形和飞机进行三维可视化仿真建模，采用光照、雾化和纹理融合等特效开发了飞机虚拟场景漫游系统。该系统通过导入不同的DEM数据实时生成不同的三维场景，以实现飞机空中多自由度运动；通过加入碰撞检测技术，给出了一种实用的碰撞检测算法，增强系统的真实感和用户的沉浸感。     

三维场景仿真过程中底层算法的优化研究

三维场景是所有三维仿真的基础,为三维形体提供一个活动场所或背景空间,在模拟、虚拟现实、游戏等众多领域中有着广泛应用。目前大量的研究侧重于不同地形生成理论与算法的优化研究,在底层算法方面侧偏爱于列表算法实现。结合三维场景生成实践,在运用常见地形算法基础上,立足OpenGL本身算法的优化,提出运用顶点数组算法来优化三维场景的快速生成,与列表算法比较,进一步简化了算法实现,提高了算法效率。     

视景仿真实时显示技术的研究

视景模型实时显示与交互技术是目前分布式视景仿真研究的关键技术。以视景实时显示为目的，探讨了雾化技术、实例化技术、纹理映射技术、纹理裁减、场景模型分块、LOD（level of detail）等技术，重点研究了面向大场景仿真的实时显示问题，通过对各种视景仿真实时显示技术和场景显示调度算法的综合应用，实现了对三维大场景海量数据进行较为流畅的显示，满足了大场景实时显示帧率要求，并具有较好的显示精度和清晰度。     

视频图像在三维模型中的渲染

视频监控是大型安防工作中最重要的一个环节,传统的视频监控系统展示给用户的只是独立的二维平面图像,图像脱离环境,整体性不足,为了解决该问题,提出了将视频图像渲染显示于三维模型的思路.研究了纹理映射技术并结合视频图像渲染的特殊性分析研究了Z缓冲算法、Shadow map算法,根据实际应用提出Extend Shadow map算法以实现将视频图像与三维场景无缝贴合.实验结果表明,视频图像渲染显示于三维模型中所体现的优越性.     

三维复杂场景管理研究

三维复杂场景管理是三维地理信息系统、三维景观系统、虚拟现实的基础和核心。三维复杂场景管理应该充分考虑场景数据的复杂性、数据组织及调用的高效性。论文提出了一种结合八叉树、二叉空间分割树,门剪切的空间分割可见性算法,在此基础上并结合动态场景的设计,以及空间数据内存管理,设计并实现了复杂三维场景引擎。     

基于OpenGL视点坐标系的三维场景旋转算法

论文基于OpenGL视点坐标系与世界坐标系的相互对应关系,建立以视点系参考点为中心的球坐标,提出一种新的三维场景旋转算法模型,该模型几何意义非常明确,在拖动过程中可随时调整灵敏度,在同等旋转条件下三维变化导矢保持恒定,操作方便易行,为人机三维旋转操作提供了新的有效途径。     

Real-time rendering of large-scale static scene

In virtual simulation application, it is often necessary to use Open GL to render large-scale 3D static scenes including urban architectures. Each scene unit generally has individual vertex data and texture. For large-scale data set, it is hard to render all scene units simultaneously. We need to render part of the scene separately, which is called the scene partition and culling. In general, we partition the whole scene into different units on the CPU. We present a scheme that optimize the GPU rendering pipeline to cull the large-scale static scene, which will reduce the CPU suspending time and take full advantage of GPU computing advantages to speed up the rendering efficiency.     

Program-based dynamic precision selection framework with a dual-mode unified shader for mobile GPUs

To extend the life of battery-driven mobile devices while maintaining image quality, this work proposes a Program-based Dynamic Precision Selection (PDPS) framework with a dual-mode unified shader. Since fixed-point arithmetic can be performed faster and more energy-efficiently than floating-point arithmetic on power-limited devices, the use of fixed-point rather than floating-point rendering is a critical concern. The proposed PDPS framework is composed of a runtime profile-based mechanism for automatically determining the precision of each shading program in fixed-point arithmetic. Additionally, a scene change detection mechanism is developed to recalculate the rendering precision whenever a 3D scene changes. The results reveal an average 18% reduction in energy and 35% faster performance under fixed-point rendering. The degradation in rendered image quality under the proposed PDPS cannot be detected by the naked eye, and the PSNR is an average of 15% better than that achieved using related approach.     

基于OpenGL的钻井三维场景动态仿真

为能在脱离钻井现场的情况下向学员展示钻井操作的工艺流程,开发基于OpenGL的钻井三维场景仿真系统．利用3DSMAX构造复杂的钻井设备模型;在OpenGL平台中调用该模型,并利用双缓存技术控制各三维模型在场景中平滑的运动,实现钻井三维场景的动态仿真．该系统可以逼真地仿真正常钻进、起下钻、卸扣和上卡等多种钻井工艺流程．     

三维城市景观系统中纹理映射的研究

纹理管理是三维景观系统相当重要的内容,本文对纹理管理等高级主题进行了详细的讨论;并实现了几种纹理自动映射算法,特别给出了一种手工纹理映射算法,极大提高了纹理映射的灵活性.     

分布式三维实时漫游系统数据存储和调度方法研究

本文针对工作站多通道输出的分布式三维实时漫游系统，设计并实现了DEM和纹理数据的存储和调度方法，详细介绍了数据的分块存储，视点相关的可见区裁剪和细节层次的选择，并且介绍了预可见区数据的预调度和多通道输出可见区的分割。该方法能保证场景显示的平滑和连续性，能达到比较满意的帧率。