虚拟装配交互界面中的隐式交互算法研究

针对现有虚拟装配系统中交互是以设备为中心的显式交互,不能有效地感知用户操作意图,用户认知负担和操作负担较高的问题,为了提高虚拟装配系统的智能性,将隐式人机交互引入虚拟装配系统,提出一种基于场景任务的用户意图感知算法.首先建立场景知识模型和用户知识模型,并分别构建显式交互知识库和隐式交互知识库;然后利用专家系统推理用户显式操作意图和隐式操作意图,实现人手向目标位置平移时场景主动拉近和抓放场景物体时物体主动旋转2种情景下的人机相向互动.实验结果表明,该算法实现了人机协同交互,降低了用户的操作负担和认知负担.     

基于物理的虚拟手交互碰撞力觉生成和反馈

提出一种考虑摩擦的虚拟手交互碰撞力觉生成和反馈方法，以让用户手指感受到逼真的冲击，增强虚拟操作的真实性和沉浸感．该方法首先运用冲量定理和弹性恢复系数，求得质点刚体在二维空间碰撞后的运动状态，然后结合库仑定理，生成质点刚体有摩擦的碰撞力，并拓展到三维空间的虚拟环境中，计算非质点的虚拟刚体碰撞的力矩，再通过虚拟手静力抓持力觉生成模型，将碰撞力和碰撞力矩作用到虚拟手上，求得每个虚拟手指受到的冲击力．当虚拟手抓持的物体与其它虚拟物体发生碰撞时，利用CyberGrasp力觉反馈数据手套，用户手指可感受到逼真的冲击力．实验结果表明运用所提出的方法，用户在虚拟装配时可感受到真实的碰撞力．     

虚拟手交互中约束类物体操作研究

虚拟手技术是虚拟现实技术中的一种交互方式，是指通过手势识别技术将人的真实手映射到虚拟环境中并与虚拟物体进行交互操作的人机交互方式。主要应用于虚拟训练、虚拟手术和虚拟装配等领域。对虚拟手交互的约束类对象进行了研究，提出了基于运动学的约束类物体操作方法，解决了阀门类有约束物体交互中虚拟手姿态不真实、操作不可控的问题。设计实验验证了基于运动学的方法能以符合实际操作的效果完成虚拟现实系统中的操作任务，可以应用到虚拟训练、虚拟装配等仿真平台。     

面向协同装配的混合现实手眼交互技术研究

针对MR协同装配工作中存在的复杂人机交互问题,提出一种基于眼动追踪和手势识别的多通道交互方法。采用注视线检测和注视点检测对目标物体进行预选取。通过手势识别完成对候选目标物体的确认和相关操作。实验结果表明,该方法能实现对遮挡、微小尺寸、远距离目标对象的选取和操作。同时,协同装配实验验证了该方法在协同工作中的可行性。     

基于SolidWorks 的可视化定制研究

针对可视化定制系统中如何实时自动装配和交互浏览的问题,提出一种基于 SolidWorks 二次开发自动装配的方法。用户在网页上确定定制方案后,服务器端和与服务器有 固定联系的一台主机远程通讯,对SolidWorks 二次开发后的自动装配程序安装在此主机上,服 务器端远程启动主机上的自动装配程序,并接收装配完整的eDrawings 文件,将三维模型反馈 到网页上显示,用户可以在网页上实现虚拟交互浏览。该方法可以实现三维模型在多选择方案 下的实时自动组装和网页上的虚拟交互。     

基于VRML的虚拟秦汉博物馆的研究与实现

为了保护现有的秦汉文化遗产和提高人们参观博物馆的便捷程度,提出了通过构建虚拟秦汉博物馆网站来达到这双重目的的方法。对开发过程中使用到的物体几何建模、用户交互行为、场景导航图等关键技术进行了研究。重点分析了VRML中虚拟场景交互实现所采用的非编程和编程两种实现方法,并给出了两种交互方案的详细案例。提出了一套适用于VRML虚拟博物馆的虚拟场景优化方案,该方案在保证用户流畅漫游本系统的同时有效地解决了博物馆展品的细节显示问题。最后在网上建立起一个功能比较完善的虚拟秦汉博物馆。     

基于Virtools的虚拟校园在线交互设计与实现

在虚拟校园中,人性化的人机交互设计可提高系统的可用性和用户友好性。本系统在线展示了校园的仿真模型,并提供了可供用户操作的虚拟人物及其交互功能,使用户能尽可能真实地了解校园。为了使用户在浏览虚拟校园时获得更好的在线交互体验,提出并实现了虚拟校园系统需要解决的几个主要交互功能:人物及其视角交互、场景链接交互、信息链接交互、信息提示交互以及虚拟场景中物体的交互。该系统采用了多场景建模方法,以大化小、分而治之,避免使用过大的场景,缩短了系统的在线响应时间;使用Virtools自带的VSL脚本语言实现系统较复杂的交互功能,提高了程序的可重用性和可维护性,同时减少了系统占用的内存空间,提高了运行速度,并且实现了一些Virtools内置的BB不能实现的功能。     

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.     

基于自然手势跟踪的直接操作型三维人机交互范式

针对自然手势单通道条件下建立统一交互模型的难点问题和关键问题,该文提出一种基于二级行为模型的3D手势跟踪和交互方法,实现了一种基于自然手势的直接操作型3D人机交互界面范式原型系统.首先,建立了二级行为模型,然后,以行为模型为基础,设计并实现了一种基于行为模型的三维人机交互界面范式.文中主要创新点在于:建立了基本手势库的二级行为模型;用"令牌环"技术捕捉用户的交互意图;建立"多选一"的交互模型;用"替身"技术解决人手模型与不同物体的抓取过程中的多样性和复杂性问题,建立了抓取和释放操作的统一范式并提出了相关算法.文中算法在多个交互型虚拟装配平台上得到了验证.实验结果表明,与现有相关算法相比较,文中算法在时间开销和跟踪精度等方面得到了明显改善.     

利用 WebGL 技术实现机房动态虚拟装配设计的可视化

本文设计并实现了一个面向机房的动态虚拟装配系统.该系统将传统的三维虚拟装配分解为二维装配和三维可视化两部分.在二维装配阶段,用户只需简单的交互操作就可完成机房的装配,配置结果记录在系统动态生成的配置文件中;在三维可视化阶段,系统根据配置文件可视化装配结果,实现虚拟装配.这种动态虚拟装配的架构有效提高了装配的效率,使装配更简捷、修改更容易.此外,该系统采用 WebGL 技术实现可视化,使得该系统的操作可全部在浏览器端完成,系统的发布和使用更加便捷.     

Virtual Symposium on Virtual Mind

When certain formal symbol systems (e.g., computer programs) are implemented as dynamic physical symbol systems (e.g., when they are run on a computer) their activity can be interpreted at higher levels (e.g., binary code can be interpreted as LISP, LISP code can be interpreted as English, and English can be interpreted as a meaninguful conversation). These higher levels of interpretability are called ‘virtual’ systems. If such a virtual system is interpretable as if it had a mind, is such a ‘virtual mind’ real? This is the question addressed in this ‘virtual’ symposium, originally conducted electronically among four cognitive scientists. Donald Perlis, a computer scientist, argues that according to the computationalist thesis, virtual minds are real and hence Searle's Chinese Room Argument fails, because if Searle memorized and executed a program that could pass the Turing Test in Chinese he would have a second, virtual, Chinese-understanding mind of which he was unaware (as in multiple personality). Stevan Harnad, a psychologist, argues that Searle's Argument is valid, virtual minds are just hermeneutic overinterpretations, and symbols must be grounded in the real world of objects, not just the virtual world of interpretations. Computer scientist Patrick Hayes argues that Searle's Argument fails, but because Searle does not really implement the program: a real implementation must not be homuncular but mindless and mechanical, like a computer. Only then can it give rise to a mind at the virtual level. Philosopher Ned Block suggests that there is no reason a mindful implementation would not be a real one.     

虚拟计算环境中的虚拟网络

虚拟计算环境是近年来的学术研究热点,而虚拟网络是构成虚拟计算环境的核心技术。本文介绍了主流的虚拟网络构成原理和虚拟网络实现技术,分析了虚拟计算环境中虚拟网络的特点,总结并提出了虚拟网络的性能开销、QoS、自适应和安全性等开放性问题。     

基于虚拟机的虚拟实验网络

讲述了一个虚拟实验网络构建的全过程,探讨了虚拟实验网络应用在计算机网络实验教学中的可行性和必要性。     

从虚拟仪器到虚拟系统

介绍了虚拟仪器和虚拟系统的概念,并详细阐述了从虚拟仪器发展到虚拟系统的过程.同时,文章介绍了基于虚拟系统的通用测试软件平台的设计思路、体系结构组成,讨论了该平台设计上的易用性、通用性、可维护性、可扩充性、可移植性和可靠性等特点.     

基于虚拟原型技术的虚拟网络实验室

建立虚拟网络实验室,是当前网络研究与设计的先进方法。该文将虚拟原型技术应用到网络的学习和研究中,给出了虚拟网络实验室的架构及网络实验软件系统体系结构。最后,演示了一个实例,说明数据如何传送到以太网的用户。     

虚拟现实实验中虚拟植物的建模

虚拟植物技术对作物产量预测、土地生产力评价、资源环境分析、作物栽培指导、作物生长机理研究以及调控作物生长发育及其对环境的反应研究都有着十分重要的意义。目前虚拟植物普遍使用的玉米叶脉曲线拟合曲线函数在叶尖坐标Y不是最大坐标的时候，不能很好地描述叶曲线。该文以玉米叶子的中脉为轴线，贴合玉米叶子的平面纹理图像。将玉米叶子中脉表达成3次B样条曲线，实施空间变形，再将纹理图像嵌入到变形后玉米叶脉曲线的局部标架中。该方法在叶尖坐标是否最大坐标时都适用，直接进行曲线拟合，而不必进行叶片角度旋转，绘制出的玉米叶子具有叶子的脉络细节，真实感较强。     

虚拟实验中虚拟建模技术分析

论述了虚拟实验与虚拟现实技术的基本概念与原理.重点讨论了虚拟建模的方法,主要介绍了虚拟实验中形状和纹理建模、动态建模、交互建模、动作行为建模的思想和方法.同时,建立了一个虚拟实验的虚拟模型.     

基于虚拟设备的虚拟交换机设计

网络虚拟化为共享在同一主机上的多个虚拟机创造了一个新的网络接入层。传统模式网络部署方式已经不能满足虚拟化部署环境对网络的要求。这个新的虚拟网络接入层合理的隔离了系统软件和实际的物理设备,虚拟网络接入层还提供了物理网络层不具有的优势,例如灵活的软件配置,弹性的功能扩展。设计虚拟网络交换机,通过采用虚拟设备引入一个软件抽象层,该抽象层将流量从物理网络元素中分离出来。通过这些虚拟设备可以合理动态的管理虚拟化网络资源,有效的整合这些虚拟网络元素。介绍虚拟交换机是如何设计的,可以用来解决虚拟环境中虚拟机跨子网的流动性和虚拟主机之间流量的逻辑隔离等问题。     

虚拟仪器及网络虚拟实验室的研究

介绍了虚拟仪器的概念、产生、发展和特点,从软件、硬件的基础上全面论述了虚拟仪器系统的结构.提出了一种创建基于Internet的网络虚拟实验室的方法,采用客户端、Web服务器、仪器服务器以及本地仪器四层结构,用户通过Internet 浏览器远程传送数据,Web服务器接收数据并转化为仪器服务器相应的指令和参数,已开发的控制系统计算机辅助工程软件-CAE2000[1]软件运行于仪器服务器进行数据处理、系统分析及远程控制本地仪器.以单回路系统控制器参数整定为例,说明虚拟仪器应用于网络实验有良好的效果.     

虚拟现实中虚拟人体模型概述

对虚拟人体模型的研究是虚拟现实的一个重要研究课题,该文从医用人体模型、人体的物理模型以及根据人体的物理模型建立的人体数学模型这三个方面综述了国内外在虚拟人体模型上的研究情况,可以作为我国目前开展的此项研究的参考。