基于Virtools的虚拟家居漫游系统的设计与实现

本文提出了一个基于Virtools的虚拟家居漫游系统,该系统打破了当前的效果图家居设计方式,将三维场景漫游技术应用到家居设计中去,通过三维建模技术来构建三维室内场景和室内家具模型,利用场景漫游技术来实现三维家居场景的漫游交互,并采用了碰撞检测技术来保证系统的真实漫游效果。该系统的漫游效果可以最大限度地满足客户提前熟悉家居格局的需要,提高客户的装修效果满意度,同时也减轻了家居设计师一次又一次修改效果图的负担和压力。     

面向智慧家庭的虚拟体验系统的研究与开发

针对传统室内设计在用户体验方面缺少沉浸感、交互性等问题,提出了一种基于虚拟现实技术的家居互动设计虚拟体验系统的实现方法,本方法围绕虚拟现实的基本特征,使用三维软件制作虚拟场景,使用Unity游戏引擎和基于物理渲染技术提高虚拟场景的逼真度,使用虚拟现实设备HTCVive为用户提供交互体验操作。通过虚拟体验系统的开发,提出了一种新的室内家居设计体验方法。     

基于CC3200的智能云家居系统

随着物联网通信技术的高速发展以及云计算时代的来临,建设智能家居系统的进程逐步加快。针对智能云家居系统的设计逻辑提出如下解决方案:围绕集成Wi Fi模块的CC3200芯片设计智能云家居系统,利用Zig Bee的组网技术搭建家庭网络并部署包括空调、音响、传感器在内的设备节点。采用串口标准的通信协议实现CC3200系统板通过Zig Bee协调器间接对智能家居系统中的各个家庭设备的检测和管理。同时CC3200在应用层扮演了HTTP客户端的角色,定时访问云服务器上的数据库以获取用户最新需求信息,并且将用户的信息反馈到传感器节点上。用户能够通过微信公众平台发送需求信息对家居内的各个设备进行监控,该微信公众平台将会与云服务器通信以完成数据库的信息录入。     

三维跑步场景与多角色虚拟人的融合设计

本文综合利用虚拟现实技术、传感器技术、电机控制技术和虚拟人技术,建立和实现了以传统跑步机为基础的多媒体健身平台。首先介绍了大规模三维场景模型生成的方法,以及以OSG开源场景图形程序为接口实现三维场景渲染的技术,然后设计并实现了多角色虚拟人的运动算法,最终达到用户、虚拟场景及虚拟人之间的动态交融,使得用户可以沉浸于场景之中。     

面向个人移动平台的室内三维导航系统设计与实现

针对室内导航系统由二维平面向三维场景发展的现实需求,基于增强现实技术,面向个人移动终端,配合动态显示技术,本文设计一个面向室内导航的三维系统技术框架并进行初步实现。实例应用表明,该系统可在顾及室内三维导航的需求及个人移动平台资源、计算能力有限之间的矛盾的基础上,实现三维模型的流畅显示和室内路径的快速查询,同时给出室内导航的路线和相关的指示信息,为人们的室内行动和生活带来方便,提高效率。     

复杂室内图像的灭点检测与箱体重建方法

近年来,随着家居虚拟展示应用的推广,针对图像的室内场景建模技术成为研究和应用的热点。在图像理解的基础上,针对单张复杂室内图像提出了一套箱体建模方法。首先进行代表房间主轴方向的灭点检测,并通过分析影响灭点检测的因素,对灭点检测算法提出相应的改进,从而显著改善算法的执行效率和准确性。然后对图像的场景布局信息进行自动还原,并通过加入布局优化步骤,提高布局还原结果的准确率。最后利用灭点得到相机的内、外部参数,并以此为基础实现图像到三维模型的转换。实验表明,单张复杂室内图像的箱体重建方法能够快速地对图像场景进行分析,并恢复场景的箱体布局,满足虚拟重建的需要。     

基于差分算法和Kinect的数媒交互系统设计

为了有效实现数媒交互,提升三维模型重建速度、精度及数媒交互效果,设计了一种基于差分算法和Kinect的数媒交互系统。首先读取、转换与存储不同格式的图像数据,利用视觉表达灵敏度差分算法预处理图像数据,利用面绘制技术重建三维模型,再使用Kinect采集视野内物体深度值,选取与Kinect距离最近的用户当作第一操作用户,通过骨骼追踪数据捕捉用户姿势,定义骨骼数据,编辑动作指令,依据键盘映射完成Unity3D和Kinect的数据通讯,实现数媒交互。实验证明：设计系统的三维模型重建速度快、重建精度高,数媒交互展示效果更好。     

室内外一体化的三维GIS原型系统设计与开发

目前,在全球卫星系统、立体视觉技术的支持下,室外场景三维地图的漫游导航功能已高度完善,对于卫星无法覆盖但场景更加复杂的室内场景,其三维地图的绘制和路径规划等功能的实现则相对落后,无法满足用户室内寻址的要求。因此,构建室内三维地图并与室外地图结合实现市内外一体的三维GIS系统具有重要意义。论文以南京邮电大学校园为实验区域,基于Skyline平台提供的二次开发接口,应用Web GIS技术设计并开发了室内外一体的三维GIS原型系统。该系统中,基于遥感图像、CAD数据和相关属性数据,建立了校园建筑三维模型,并构建了室外和室内一体的三维校园,实现了直观的室内外三维漫游,同时具备了三维测量和分析、室内外一体化路径规划等功能,能够使用户快速熟悉校园空间信息,为用户提供沉浸式的体验。     

基于虚拟现实的煤矿大型设备培训系统研究

针对煤矿设备操作培训中存在的不足,设计并实现了一种基于虚拟现实技术的煤矿大型设备虚拟培训系统,利用三维建模软件Maya对井下主要设备采煤机、液压支架、刮板输送机等生产机械设备进行三维模型的创建,结合虚拟现实制作软件Unity3D进行虚拟场景整合与交互设计,利用C#编程语言实现对煤矿大型设备运动仿真控制.通过接口电路实现用户与虚拟场景设备的真实交互.经测试表明,系统不仅实现了煤矿大型设备操作培训的功能,而且增加了系统的交互性,弥补了传统培训方式的不足,节约了培训成本,缩短了培训周期.     

基于体感交互的智能家居控制与监护系统

为实现通过手势对家居电器设备的控制,并对室内危险情况进行实时监测和报警,设计了基于体感交互的智能家居系统。该系统利用Kinect设备捕获RGBD图像信息,将识别出的手势信息作为控制信号,通过ZigBee局域网对家居设备进行控制;同时对场景中可能出现的老人或小孩摔倒情况进行实时检测判定,对危险情况报警。实验结果表明,该系统能满足通过手势对家居设备进行控制的需求,并且对摔倒情况能进行检测和报警。     

虚拟情景实训环境三维模拟

应用计算机技术当中的虚拟模拟技术,对于当前各领域实现虚拟情景三维模拟训练已成为可能。本文研究当前技术环境下,利用Unity3D模拟平台构造虚拟情景训练系统的开发与设计。从三维模拟训练系统的关键技术研究入手,以三维场景优化、物理碰撞逻辑检测、动态加载场景以及网络通信作为开发的重点,设计出较为先进和逼真的虚拟情境下三维模拟训练系统。并以消防部门作为系统应用的检测部门,检测结果表示此系统可以很好的表现出现场场景的模拟程度以及逻辑,对于加强消防部门的训练技术和应用效果有很大优势。     

地下洞室视景仿真系统关键技术研究与实现

研究了纹理映射、碰撞检测、模型动态调度技术、对象拾取等仿真关键技术,提出了可行的应用解决方案。基于Creator构建了地下洞室和洞室地表三维模型数据库,利用Vega建立虚拟场景并进行仿真驱动,结合VC++和Vega API编程技术完成了系统应用层设计和应用程序发布及一套地下洞室的视景仿真系统。     

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.     

基于组态的网络虚拟实验平台的研究

在分析现场实验和用户需求的基础上,提出了新的基于组态的虚拟实验平台系统.该系统以界面控制层、底层运算层、后台数据库三层结构对仿真实验进行支撑,模块的思想贯穿于界面控制层和底层运算层;同时依托网络的浏览器/服务器模式,让虚拟实验系统实现远程操作.以现场喷管实验在该平台上的虚拟化为例,进一步阐述了该平台系统的应用方法.结论:通过模块化仿真,同时利用数据库技术和网络技术,该虚拟实验平台能够达到现场实验与用户的要求,具备良好的通用性.     

基于Creator/Vega的虚拟场景设计与实现

阐述了基于Creator/Vega的虚拟场景仿真系统的设计过程.结合虚拟场景系统开发实例,从视景建模角度,详细分析了纹理贴图得几何尺寸和模型多边形数量,对系统运行性能的影响,并提出了利用纹理贴图、LOD和网格等建模技术提高系统运行性能的方法.在虚拟场景驱动中,实现了利用键盘、鼠标等一般输入输出设备,进行步行、鸟瞰等多种方式的漫游,增进了人机交互性能.为使系统支持立体显示,运用了Vega提供的立体显示技术.文中涉及的技术对其它虚拟场景仿真系统的开发具有重要参考价值.     

基于三维仿真的输（调）水系统实时调控实现平台研究

以南水北调中线工程为例,研制基于三维仿真的输(调)水系统的实时调控实现平台。研究虚拟仿真平台的构建、海量数据的分页调度、碰撞检测、闸门建模等技术,实现场景三维可视化与漫游、二维导航图与三维场景的实时联动、基于三维场景的集成查询与显示、基于水量调度模型的调水方案的分层显示、基于水动力学模型的三维水面动态模拟和流场动态可视化、基于实时调控的闸门可视化动态仿真等功能。该平台可为南水北调中线工程运行管理决策支持系统建设提供技术支撑,并为相似工程提供借鉴。     

个性化定制的虚拟健身系统设计与实现

目的 传统虚拟健身系统存在着沉浸性、可玩性方面的问题,并且缺少对用户的健身指导。提出一种能够改善健身娱乐性、有效性和指导能力的3维虚拟健身系统设计方法。方法 以自然交互界面、个性化深度定制策略和互反馈控制模型理论为基础,加强人与计算机之间的自然语义转换,增加用户对系统的设计控制能力,实时感知用户身体情况并引导用户进行科学健身。另外,依据此框架实现了一套采用健身自行车、Kinect体感摄像头、心率传感器等设备的健身系统。结果 本文提出了一种新的健身系统设计方法,并进行了实现。通过问卷调查,大部分测试者对本文所实现的系统总体评价比较满意并较认可系统新颖性。系统实验结果显示,本文健身系统设计方法对于改善个人健身的娱乐性和有效性有着良好的效果,并具有良好的通用性。结论 通过对测试者的反馈统计表明,系统在交互性和指导能力方面表现出色。     

基于虚拟现实的汽车平顺性仿真试验系统设计

本文将虚拟现实技术应用于汽车平顺性仿真试验技术中。对汽车平顺性虚拟试验场景进行了层次化虚拟场景结构设计和汽车平顺性虚拟试验系统对象类设计。研究了汽车平顺性虚拟试验环境建模和交互、双目立体视觉实现等问题。开发了面向视景仿真的汽车平顺性虚拟试验的桌面VR原型系统,划分了系统层次结构,介绍了系统的软硬件基本配置,设计了系统用户操作界面,实现了汽车平顺性虚拟试验要求。