基于VR技术的产品造型设计研究

为了提高产品造型设计的可视化效果,提出基于虚拟现实(VR)仿真技术的产品造型设计方法。采用边界体模型设计技术进行产品的三维造型重构,结合纹理渲染和场景数据库模型构建方法进行产品三维造型的特征绘制和虚拟视景设计。建立虚拟场景数据库,将场景数据库中的产品造型数据信息通过渲染指令实现程序输出控制,提高产品造型设计的模型控制能力。采用视景仿真渲染工具Vega Prime进行产品造型设计中的功能模块创建和可视化视景仿真,基于VR技术构建产品的三维造型设计模型。仿真结果表明,采用该方法进行产品造型的VR设计的可视化视景效果较好,满足特殊的产品造型设计要求。     

基于真实感约束的VR虚拟人物图形生成方法改进研究

在对虚拟现实人物进行视景重构和三维重建中,为了提高虚拟人物图形生成的逼真性,需要结合图形与图像处理方法进行虚拟人物图形的三维跟踪渲染和重构,文章提出一种基于真实感约束的VR虚拟人物图形生成方法,采用图像边缘轮廓检测和纹理跟踪渲染方法进行虚拟人物图像采集和视景生成,并结合小波降噪方法对虚拟人物图形进行降噪滤波处理,提高人物图形成像的逼真度。在重构的像素特征空间中进行信息融合,为了提高VR成像的真实感,文章采用自适应纹理映射技术进行虚拟人物图形的跟踪渲染,将像素值加到三维实体模型上,生成具有真实感的VR虚拟人物图形。仿真结果表明,采用该方法进行VR虚拟人物图形生成的逼真度较好,输出图形的峰值信噪比较高,说明VR成像的质量较好,性能优于传统方法。     

基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件设计

为了提高机械设计的精密度和机械故障诊断的准确度,提出基于三维虚拟的机械结构模拟仿真软件设计方案。软件设计分为机械结构的视觉成像采集部分、图形三维渲染部分和实体建模部分。在Multi Gen Creator三维建模软件中进行机械结构三维虚拟视景仿真的软件开发,根据机械结构的外形测量参数配置工程文件,使用批处理模块进行信息加载和图像处理,实现机械结构三维虚拟模拟设计。仿真结果表明,该软件能有效实现机械结构的三维模拟,对各个部位的拟合程度较高。     

机器人人机界面的三维可视化设计

为了提高机器人人机界面的三维可视化操作性能,提出一种基于GPU实时图形跟踪渲染的机器人人机界面的三维可视化重构设计方法。采用计算机视觉方法进行机器人的人机界面视觉特征采样,对采样的视觉像素信息进行稀疏散点重构,在重构的三维空间中通过图像处理方法实现图形降噪和边缘修正处理,提高人机交互界面的三维可视化图形细节表达能力。仿真结果表明,采用该方法进行机器人人机界面的三维可视化设计,输出图形的视觉效果较好,人机交互能力较强,具有较高的应用价值。     

基于VRML的虚拟交互图书馆信息管理系统研究

为研究图书馆管理系统的三维可视化和信息交互功能,文中构建了基于VRML虚拟现实技术的可视化的数字图书信息管理系统。首先对图书馆外观和功能进行考察分析,分析关键建模技术、渲染技术和碰撞检测技术方案,结合VRML技术对图书馆外观、大厅、借阅室建立了可视化三维模型;其次,采用3D MAX软件进行人物虚拟,通过Viewpoint节点实现了对视觉控制点的方向控制,借助传感器Time Sensor节点和位置插补器Position Interpolator,实现动画漫游交互;最后,集合Java技术为图书馆的信息管理交互设计接口,并引入向量空间模型提高了信息查询的精确程度。文中的三维可视化图书馆信息和交互系统为类似的信息管理技术提供了一定参考和借鉴。     

基于VR技术的城市规划三维仿真设计系统设计

以呈现可视化、高还原度的城市规划效果为目标,基于VR技术开发一套崭新的城市规划三维仿真设计系统。构建MongoDB数据库,安全存储城市规划实测数据、设计过程产生的数据;三维设计模块基于Open GL类模块构建城市场景三维模型,采用数字高程模型与数字正射影像解决大坡度地形的城市规划问题;VR仿真设计模块计算城市景观顶点法线、顶点坐标、纹理坐标呈现虚拟规划效果,根据代码指令进行模型遍历渲染,通过交互控制指令旋转和平移摄像机,实现城市规划动态景观仿真交互漫游。仿真测试结果表明,系统三维建模相对误差在0.08～0.16之间,设计的城市规划方案交互性、实时性以及仿真效果突出。     

运动视觉误差分析的模型设计与实现

针对运动目标模型三维建模中,视觉误差导致建模的准确性不好的问题,提出一种基于运动视觉误差补偿的三维模型设计方法。采用全息投影方法进行三维运动模型图形采集,结合边缘像素特征提取方法进行三维模型的体绘制,根据运动视觉误差补偿方法构建图像重构的三维数据场,进行运动模型的边缘轮廓特征提取和Harris角点检测,实现运动模型的三维重建和视景仿真重构。仿真结果表明,采用该方法进行运动模型重建,输出三维模型的噪点较小,轮廓特征配准精度较高,运动图像识别的视觉误差收敛到零,提高成像质量。     

虚拟仪表响应模块行为实现

测试测量设备虚拟维修样机是虚拟维修样机技术在测试测量领域的应用。虚拟仪表是测试测量设备虚拟维修样机的重要组成部分,其对样机操作行为的显示和响应是实现测试测量设备虚拟维修样机构建的关键。首先对虚拟仪表模块的组成进行了研究,将虚拟仪表的响应模块划分为数字显示类、指针类以及曲线绘制类;然后,基于VR建模工具Creator,三维视景开发平台Vega和三维图形绘制函数库OpenGL Performer,对数字显示类、指针类和曲线绘制3类响应行为分别进行了实现。     

基于OGRE的飞行器实时视景软件的设计与实现

针对飞行器实时仿真和三维视景显示的需求,设计并开发了飞行器实时视景仿真软件。仿真软件以OGRE图形引擎为基础,结合3DS MAX建模软件进行三维机体模型创建,利用基于MFC库和OGRE图形引擎开发的场景编辑工具实现场景生成,利用UDP协议与d SPACE主控计算机进行通信,为视景显示提供实时数据驱动。仿真软件由基础环境部分、基础开发模块、场景编辑工具和视景应用软件4大部分构成,可以实现飞行器飞行全过程的实时视景展示。仿真结果表明,视景仿真软件可以逼真地模拟飞行器飞行场景,能够实时地进行画面模拟和数据监视,具有广阔的应用前景。     

基于OpenGL成像机理的飞行器姿态模拟

针对当前块匹配方法进行飞行器姿态视景模拟的拟合度不高的问题,提出一种基于OpenGL成像机理的飞行器姿态模拟方法,进行飞行器姿态的3D模型建模和纹理映射处理,采用模板匹配技术进行飞行器姿态模型的状态信息特征分析和渲染,实现飞行器姿态的实体模型三维重构。在OpenGL环境中进行实体建模,仿真结果表明,采用该方法进行飞行器姿态模拟的拟合精度高,图像渲染的输出信噪比高于传统方法,具有较好的视景仿真效果。