基于OpenGL ES的移动增强现实虚实融合

传统移动增强现实系统中虚拟模型和场景之间存在明显的视觉差异,不能够给予用户良好、逼真的真实体验在基于移动增强现实系统中使用OpenGL ES技术来实现高逼真度的虚实场景融合,研究内容主要包括三维虚拟模型的解析、渲染及管理和虚实融合场景图层设计的关系,最终完成高渲染性、高融合度的虚实融合场景的构建.实验结果表明,在OpenGL ES环境下,可以将三维虚拟物体注册到真实场景中,达到了虚实融合的效果,为用户展示出高沉浸度、无缝的视觉体验.     

虚实融合场景中的深度感知研究综述

混合现实系统可以提供虚拟信息和真实环境实时叠加的虚实融合场景,在教育培训、文物保护、军事仿真、装备制造、手术医疗和展览展示等领域具有十分广阔的应用前景。混合现实系统首先利用标定数据构建虚拟摄像机模型,然后根据头部跟踪结果和虚拟摄像机位置实时绘制虚拟内容并将其叠加在真实环境中,用户通过虚实融合场景中渲染的图形化线索和虚拟物体特征感知其深度信息,但存在用于指导虚实融合场景绘制的视觉规律和感知理论匮乏、图形化线索可提供的绝对深度信息缺失和虚拟物体的渲染维度和特征指标不足等问题。本文分析了面向虚实融合场景绘制渲染的视觉规律,从用户感知的角度出发,围绕虚实融合场景中图形化线索绘制和虚拟物体渲染等展开综述,并对虚实融合场景中深度感知的研究趋势和重点进行展望和预测。     

云环境下面向“虚实融合”网络的SDN构建方法

在网络仿真实验场景的构建中,复杂实体终端难以实现虚拟仿真,需要对实体终端进行接入,但现有接入方式部署复杂、网络性能存在瓶颈、不能适用于大规模网络场景。为有效解决上述问题,提出了一种基于SDN(softwaredefined-network)的虚实融合网络仿真构建方法,利用SDN控制器结合流表构造算法实现对虚实网络的链路管理和数据连通,并设计开发了一套用于虚实融合网络仿真的原型系统,通过SDN控制器实现云平台中虚拟实例与云外实体终端共同组网,构建虚实融合的网络仿真实验场景。利用该原型系统,实验证明了基于SDN的网络仿真方法可以实现云平台中虚拟实例与实体终端高效大规模组网,且具有良好的网络性能。     

增强现实环境下虚实物体遮挡判断方法研究*

探索了虚实融合的两种方法,即基于三角面片的虚拟物体重构法和基于虚拟模型的虚实融合方法。前者具有不需要对场景进行预处理等优点;后者虽然要进行预处理,且需预知真实场景的详细信息,但它实现简单,实时性好。详细研究与比较了这两种方法的具体实现方法及运行效率,通过在实验平台下的测试得到两种方法的详细性能指标,为增强现实挑选何种虚实融合方法奠定了基础。     

基于增强人机交互技术的虚拟装配

提出了基于虚实融合、增强信息和约束代理的增强交互技术,从视觉、信息和操作三个方面来改善虚拟装配环境的人机交互效率.虚实融合在保留虚拟现实全部交互方式的同时附加真实装配场景来丰富装配过程感知;基于文字和特征表示的增强信息为用户提供装配知识来引导装配操作;约束代理及其匹配规则可视化重建零件装配约束关系并避免了复杂计算.增强人机交互技术为虚拟装配的应用提供了一种便捷的交互手段.最后介绍了虚拟装配辅助支持平台的体系构架,并用实例说明了虚拟装配系统的运行流程.     

通用实物设备接入技术研究与实现

综合试验验证技术正朝着“虚实融合”的方向发展,将实物试验设备接入虚拟试验的支撑平台进行统一试验,成为综合试验验证的一大关键技术;文章提出一种通用的实物设备接人技术,一方面通过用户界面配置,自动生成与实物设备传输协议相匹配的接入网关,解决传输协议异构性问题;另一方面,通过采用嵌入式的硬件协议转换器,实现高效率的实时设备接入;实验证明,该技术具有良好的实时性,协议转换耗时不到1 ms,同时提高了开发效率,节省了应用开发的人力和时间成本,降低了应用人员的技术门槛,为高效可靠地实现“虚实融合”的综合试验验证奠定了基础.     

虚拟实验技术的研究现状及发展趋势

在综合大量有关虚拟实验技术文献的基础上,归纳总结了虚拟实验室的概念、结构组成及其性质特点.论述了虚拟实验室的分类以及目前在国内外的研究现状,提出虚拟实验室将会在自适应性、协作性和虚实结合等方面拥有良好的发展前景,因此,利用虚拟实验技术大力构建虚拟实验室将成为现代实验教学发展的必然趋势,具有很高的实用价值和重要的现实意义.     

构建虚实融合的地方高校计算机实验平台

分析地方高校大学计算机基础课程的现状,以培养学生的计算思维能力为目标,提出将虚拟实验体系融入实践教学环节,构建集虚拟实验平台、实践训练平台、网络作业平台和综合测试平台为一体的虚实融合的实验平台,为学生提供丰富的课内外实践训练,在培养学生计算思维的同时提高其应用技能和创新素质。     

增强现实系统中的虚拟交互方法

在基于ARToolKit的增强现实系统中,注册在不同标识物上的三维虚拟物体因交互行为而发生碰撞时,虚实融合会失真。为解决该问题,提出一种能增加虚拟交互功能的碰撞反应算法。根据检测到的碰撞信息,实时调整虚拟物体碰撞后相对于标识物的位置和姿态,消除物体穿透现象,保持虚实融合场景的真实感。实验结果表明,该虚拟交互方法能获得比较自然和真实的交互性体验。     

增强现实中的虚实注册技术研究

增强现实是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世界中的一种技术 .实现虚拟信息与真实景象的正确匹配或有机结合是每个增强现实实用系统都必须完成的一项重要任务 ,且它的具体实现需依赖于计算机硬件和软件系统的相互配合及协调 .为了有效地降低增强现实应用系统中的虚实注册误差 ,在对基于位置跟踪和相机定标技术的传统虚实注册技术进行分析的基础上 ,首先研究了仿射变换技术理论在增强现实中的应用 ,并提出了在全局仿射坐标系下 ,获取像素相对深度参数的一种策略 ;然后在对 AR中的虚实注册问题进行研究分析的基础上 ,进一步讨论了图象分析技术在虚实注册问题中的应用问题 ,并提出了一种基于数值背景表达的快速虚实注册策略 ,以提高虚实注册过程中 ,场景特征点提取的精度和速度 ;最后还分别用该仿射理论进行了动态和静态的虚实注册实验 ,实验结果表明 ,该方法能有效地降低增强现实应用系统的虚实注册误差 .     

增强现实技术综述

增强现实技术是将计算机渲染生成的虚拟场景与真实世界中的场景无缝融合起来的一种技术,它通过视频显示设备将虚实融合的场景呈现给用户,使人们与计算机之间的交互更加的自然,同时具有广泛的应用前景,因此成为近年来的一个研究热点。随着跟踪注册技术的进步、计算机性能的飞速发展、深度摄像机的普及,以及Light Field投影技术在增强现实中的应用,增强现实技术逐渐成为下一代人机交互的发展方向。该文章首先概述了增强现实的主要研究内容和发展情况,并详细介绍了增强现实的关键技术、开发工具,然后分类概述了增强现实应用案例。     

开展虚拟实验系统的研究和应用

虚拟实验系统是指应用虚拟现实技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统。本文首先介绍了国内外虚拟实验系统的发展状况 ,然后给出了建立虚拟实验系统的原因 ,最后对开展虚拟实验系统的研究提出了一些建议     

虚拟环境概念模型建模方法研究*

由于目前常用的概念建模方法对于虚拟环境中物体方位、行为和交互模型等信息缺乏足够的描述方法,在吸取现有概念模型建模概念和技术的基础上,提出了虚拟环境概念模型建模框架,给出了虚拟场景静态结构和动态行为的概念建模方法,并通过虚拟化学实验平台的设计和实现验证了方法的可行性。通过在虚拟环境设计阶段引入概念建模阶段,使不具备专业编程知识的普通人员通过使用图形化的建模语言也能够进行虚拟环境的开发,为虚拟环境的顶层设计提供了一个科学、有效的手段。     

Android掌上实验室客户端系统设计与实现

AR技术、VR技术以及Android 智能终端的迅速发展，为教学实验改革带来了新的机遇。本文利用虚拟现实技术，结合安卓应用开发，探讨如何设计并实现基于Android 平台的掌上实验室APP，让高校学生用户群体可以便捷地进行虚拟实验，减少实验成本,提高学习效率。     

基于Flash技术的电位分析仿真虚拟实验室的构建方法研究

虚拟现实技术在仿真虚拟实验室中的应用越来越广泛。本文在对电位分析过程的理论研究和实验的基础上,运用flash技术构建了多场景式实时交互的电位分析仿真虚拟实验室。此虚拟实验室场景逼真、操作简便,可完成全部实验过程。使用者通过模拟过程,可达到熟悉实验仪器和装置、掌握实验过程的目的,对于仪器的操作培训、实验操作的网络学习具有较大的应用价值。     

膝关节镜手术仿真训练系统设计

利用虚拟现实技术建立的手术仿真训练系统,可以大大减少内窥镜等疑难手术的培训时间并节约昂贵的动物实验费用.为满足膝关节镜手术训练的需要,针对虚拟手术仿真的技术特点,提出了关于虚拟现实技术的膝关节镜手术仿真训练系统的设计,主要对系统体系结构、软件结构、功能模块和系统界面的设计和技术实现进行了研究,最终实现了一个支持双手操作的手术仿真训练系统.实践证明,系统能逼真地模拟手术的流程,取得了良好的训练效果.     

虚拟现实技术在数字化校园中的应用

继多媒体、计算机网络之后,虚拟现实技术成为在教育领域内最具有应用前景的技术。随着该技术的不断发展,它在数字化校园的建设与应用中将发挥其特有的优势。本文将从虚拟现实技术的概念及特点出发,进一步探讨虚拟现实技术在数字化校园中的具体应用。     

虚拟现实近视干预疗法的原理研究与实现方法

本文主要是分析虚拟现实技术对近视治疗的效果，在实验基础上第一次提出了一种全新的近视治疗方法--“虚拟现实近视干预疗法”，即用医学上的双眼合像法结合虚拟现实技术来治疗近视。本文围绕虚拟现实近视干预疗法的原理研究及实现方法进行探讨；分析并阐述了这一医疗方法涉及到的三个理论基础：医学上的双眼合像的理论、非交叉视差形成的沉浸感、根据儿童患者设计的治疗参数；介绍了虚拟现实近视干预疗法的实现方法。用VisualC＋＋和OpenIn-ventor设计编写了能吸引儿童注意力的用立体眼镜观看的立体显示治疗软件，该软件中的图像具有远近移动、立体显示、人机交互等效果和功能。本文为近视的治疗提供了一个有益的创新，在理论和实践上都是十分有意义的
的。     

VRML在动物解剖学虚拟实验中的应用

虚拟实验是指应用虚拟现实技术来仿真实际实验的计算机应用系统.提出虚拟解剖实验,使用网上虚拟现实中应用比较广泛的VRML技术,剖析它的特点,分析它的交互机制,并将该技术应用于动物解剖学虚拟实验中.使用3DSMax对动物几何建模,导出成VRML格式文件,再对VRML文件添加Sensor（传感器）、Route（路由）和Script（脚本）,使静态的场景能响应用户的操作,最后再对文件进行优化,完成狗解剖虚拟实验.     

真实感图形绘制技术研究

随着虚拟现实技术的发展,对各种图形绘制技术提出了越来越高的要求。好的图形绘制技术是虚拟现实、动态仿真、实时可视化、高品质动画等越来越多的图像、图形应用技术的实现基础。本文主要介绍了基于图像的绘制技术、基于点的绘制技术,以及基于图形与图像的混合绘制技术在原理和应用。