探究立体显示系统在虚拟现实中的运用

论述主、被动立体显示的基本原理,提出虚拟现实中的交互式立体显示系统的架构设计和运用方法.重点阐述基于PC机与专业双屏显卡阵列的大场景立体显示系统的构成要素及原理,并指出与之对应的虚拟场景生成方法,为交互式仿真系统中实现立体显示特别是沙盘立体显示系统给出了解决方案,最后分析比较大场景主、被动立体显示方式优劣及未来发展趋势.     

基于VR技术的虚拟维修仿真系统设计与应用

针对产品并行研发模式下的维修性问题,将虚拟现实技术引入到产品维修仿真中,即在计算机生成的虚拟现实环境中对产品进行维修仿真分析。文中以单通道被动立体投影系统为虚拟现实环境,以DELMIA、VRCO VisTool、CDVI、Pro/E等软件为虚拟现实软件系统,构建了一个虚拟维修系统,阐述了系统中VR外设集成、环境建模与数据转换、碰撞检测、人机工效和立体显示等关键技术。最后以某型雷达天线转台维修为例,验证了虚拟维修的有效性。     

基于虚拟现实技术的自行车漫游系统的研究与实现

一种实时自行车漫游系统(VR-BWS)。该系统以健身车作为人机交互的工具,综合运用了虚拟现实、传感器、DSP控制等技术,并通过立体显示等多通道交互技术实现了人在虚拟环境中的漫游,使参与者在由计算机构造的虚拟场景中获得了如同在真实环境中骑车的体验。     

虚拟现实航天仿真技术研究

现阶段的航天仿真一般集中在多媒体仿真与可视交互仿真,其沉浸感不强。 针对以上不足,论文结合虚拟现实仿真技术的特点,利用多通道显示技术和一系列开源软件 开发了一个基于虚拟现实技术的航天仿真系统,并且结合实际应用提出各通道独立显示和完 全显示模式,实现了数据计算与三维演示部分的分离显示和数据驱动,弥补了现在多通道演 示系统形式单一的不足。该系统具有平台移植性好,沉浸感强等特点。     

自由立体显示技术及其发展

自由立体显示技术是指不需佩戴立体眼镜等附属设备的3维立体显示技术.它可分为全息立体技术、3维集成成像技术、体3维显示技术和基于视差的自由立体显示技术.其中体3维显示技术和基于水平视差的自由立体技术发展很快.本文首先论述了静态体3维显示技术和扫射体3维显示技术两类不同的体3维显示技术近几年来的研究进展;然后从所使用的光学光栅类型及复用方法上综述了基于视差的自由立体显示技术的现状和特点;最后对比了体3维显示技术和基于水平视差的自由立体技术优缺点.     

基于可视化技术的虚拟现实引擎的设计与实现

介绍了常用的虚拟现实开发系统,在集成这些系统特点的基础上,开发了一个与背景应用相适应,同时具有一定开放性的适应于教育应用的虚拟现实引擎VRE.VRE包含一系列可视化的控件,不需要开发者编写程序,就可以快速制作出与其它资源有机融合的虚拟现实应用.就针对虚拟现实中如何进行立体显示、场景回放路径插值、纹理贴图等关键技术,给出了相应的解决方案.     

用户认知驱动的VR自然交互认知负荷研究

针对目前虚拟现实自然交互系统中用户认知负荷难以量化问题,以量化认知负荷为目的,提出一种基于概率神经网络的多通道信息融合模型。首先根据认知理论建立“认知—行为—环境”框架,并在此基础上研究用户认知的数学表征（方法,过程,机理）,构建多通道认知模型;然后将多通道信息融合方法引入虚拟现实自然交互系统,建立一种面向虚拟现实自然交互系统的认知负荷模型;通过VR隧道应急救援系统实验对系统中用户认知进行验证。验证结果表明,具体提出的认知负荷模型具有一定的可行性。     

基于多通道的移动目标监控协同仿真技术研究

多通道虚拟现实仿真技术是1种支持大场景、具有高度沉浸感的仿真支撑技术,系统研究了多通道技术实现的数学模型基础、基于移动目标空间模型构建和协同仿真技术、选择合适的多通道技术应用方案、构建实验室仿真平台并实现了基于空间六自由度的多通道移动目标监控仿真。实践证明,所采用的多通道目标监控仿真技术具有较强的实用性,结合移动目标空间模型与协同仿真技术的优势,能够解决目标观测的大范围、真实感、沉浸感要求。     

CAVE立体显示系统的搭建及立体图像的几何校正

为了解决由投影机的位置不准确而引起的立体图像视差畸变问题,根据立体图像产生方式以及显示方式的不同,给出了适合于工程上搭建"经济型"CAVE立体显示系统的几种实现方式,包括主动立体方式、主动变被动方式以及直接被动立体方式.将帧缓存中双眼的视景图像分别拷贝到纹理内存中,通过重投影变换计算出B样条曲面控制点坐标并绘制B样条曲面,分别映射纹理内存中双眼图像的纹理到各自的B样条曲面上.通过对左右眼立体图像分别进行几何校正,实现了CAVE多通道立体显示的无缝拼接;通过微调 B样条曲面的控制点坐标以及确定曲面阶数,实现了左右立体图像局部位置的调整以及图像平滑度的调整.实验结果显示,该方法不影响视景实时绘制.     

超声波三维空间定位在虚拟现实系统中的应用

结合PowerWall立体投影显示设备和SGI OCTANE图形处理工作站，该文介绍了一种新颖的超声波三维空间定位系统的原理与设计，及其该系统在虚拟现实系统中的应用，提供了一种虚拟现实系统中的精确定位方式。该超声波三维空间定位系统采用了差分方式来提高测距精度。由于该系统具有抗电磁干扰能力强、对光线不敏感和无电磁辐射等优点，很适合在虚拟现实系统应用。系统将实时检测到的数据通过网络传输到SGI OCTANE工作站，避免了地域空间的限制。最后，结合该空间定位系统的可扩展性和虚拟现实系统的发展趋势，展望了该系统在虚拟现实系统中的意义和前景。     

三维立体显示系统的开发研究

三维立体显示技术是虚拟现实的关键技术之一,同时也是虚拟现实系统最基本的要求E本文中介绍了一 种如何基于现有微机平台的立体显示技术E我们借助立体液晶开关眼镜,运用立体显示技术即可在普通微机屏幕 上观察到具有真三维立体效果的静态画面与立体动画,具有极佳的立体视觉效果.     

基于自由立体视频的露天开采虚拟现实的研究与实现

文章结合最新的交互式自由立体视频技术与露天开采虚拟现实技术,设计并实现了一种基于自由立体视频的露天矿开采虚拟现实技术的交互与演示系统。文章利用3DS Max和VRMap软件建立了某露天矿区的虚拟视觉模型,并将这些虚拟视觉模型按照适合立体显示的条件进行场景渲染和视频图象生成,最后结合虚拟场景的三维显示特性设计了交互式自由立体视频软件,通过该软件展示了虚拟现实场景。该系统克服了传统虚拟现实演示的局限性,用较低的成本支持更多的用户进行参与和交互,同时也具有较强的环境拓展性。     

虚拟现实及其应用进展

虚拟现实是一种多通道的新型人机交互接口,它提供了具有沉浸感的智能虚拟环境并允许用户和该环境进行交互.计算机技术、交互技术和人工智能等相关技术的快速发展促进了虚拟现实技术的巨大进步,以此为基础的实际应用也得到了很快的发展和提高.描述了虚拟现实的涵义及其本质特征,归纳了适合使用虚拟现实技术的场合,并介绍了虚拟现实技术在教育、医疗、科学可视化和工程制造等方面的最新应用,最后对虚拟现实未来的应用做出了展望.     

立体显示的双目模型算法及实现

三维立体显示技术是虚拟现实的关键技术,也是虚拟现实系统必不可少的基本条件,而深度感的正确形成又是立体显示技术的关键。介绍了采用体视原理进行自由立体显示的两种投影系统,并对照了各自的特征。分析了汇聚式双目系统的误差,给出了平行双目投影系统的算法推导和OpenGL的实现。最终以实验印证了算法的可靠性和准确性。     

虚拟城市规划中的多通道整合

将多通道交互用于虚拟环境,研究自然和谐的交互方式已经成为虚拟现实的一个重要研究方向.文中以城市规划为应用背景,融合跟踪器、语音和笔输入,提出概率合一的任务制导多通道整合,并辅以上下文语义;以此为基础,有针对性地设计了多通道交互技术,并依据多通道交互的特性分别进行阐述,实现了自然、高效的多通道虚拟城市规划.     

基于PC的灌装生产线虚拟现实系统的研究

介绍了灌装生产线三维布置虚拟仿真系统，详细论述了实现灌装生产线仿真系统的关键技术，包括立体建模、三维立体布局、工艺流程建模。在上述计算机仿真系统的基础上，论述了从计算机仿真系统到虚拟现实系统的连接和基于PC的灌装生产线虚拟现实系统的构成，包括系统软件、硬件的组成及系统评价。     

城市地质虚拟现实平台研究与实现

对基于PC架构的多投影虚拟现实平台系统结构和关键技术进行研究,设计了一个采用三通道被动式立体环形屏幕投影,集二维和三维虚拟互动展示为一体的城市地质虚拟现实平台。介绍了系统的硬件结构、原理以及几何校正、网络同步等关键技术,并结合上海市的应用介绍了其在城市地质领域的应用。     

曲面多通道立体投影系统及其配准方法

为解决曲面投影图像的几何失真和立体感畸变问题,设计并实现一个曲面多通道立体投影系统。该系统利用透视投影校正非线性失真,通过重投影变换对立体投影图像进行精确配准,基于NURBS曲面拟合得到投影形状的立体投影,采用图形处理单元的加速技术实现多通道间的实时边缘融合。实验结果表明,该系统具有较高的校正精度和较快的渲染速度。     

VR技术在变电站仿真培训系统中的应用研究

为研究虚拟现实(VR)技术在变电站仿真培训系统中的优势,并分析应用前景,创新性地设计一种结合多种技术的330 kV变电站沉浸式仿真培训系统。该系统包括三维VR引擎技术、多通道视频输出技术、虚拟人驱动技术、Kinect体感交互和漫游技术。在分析系统总体架构的基础上,重点介绍多通道视频输出技术和Kinect体感的交互虚拟技术。330 kV变电站沉浸式仿真培训系统能够显示三维立体逼真效果图,同时能模拟人物的转向和漫游。330 kV变电站沉浸式仿真培训系统引入VR技术后,互动性和真实性更强。Kinect体态识别技术的最佳捕捉范围为2.0～3.5 mm。200次抽样数据中,识别准确率最高和最低的动作分别为左手朝胸部挥动作和手握拳动作,相应的样本数为32和18,识别准确率分别为97%和80%。试验收集到的真实数据能够为今后虚拟式仿真培训系统的完善提供支持。     

立体图像及显示舒适度评价方法研究进展

视差立体显示因其能再现三维空间信息而在虚拟现实系统中得到广泛应用,然而观看视差立体显示与观看真实场景的视觉机制是不一致的,将引起晶状体调节与双眼辐辏的冲突,进而引发视觉不适.针对这一问题,首先描述了调节辐辏功能的视觉机制;然后分析了立体显示中调节辐辏冲突所引起的视觉异常现象及其测量方法;总结了立体图像舒适度预测算法的最新研究进展,并按照眼部、脑活动、自主神经系统3类测量方法对视疲劳客观评估的潜在指标进行了分类;最后讨论了本领域的未来研究方向和挑战,以及相关研究在虚拟现实头盔立体显示中的潜在应用.