纹理映射技术在三维游戏引擎中的应用

游戏引擎是游戏的心脏,它在后台控制着游戏中各个模块同时有序的工作,渲染模块是游戏引擎中最复杂,也是最能体现游戏效果的模块。纹理映射技术的应用能增强场景绘制的真实感并能提高场景的渲染速度。该文是对三维游戏引擎中的渲染模块的初步研究,首先介绍了三维游戏引擎系统以及纹理映射技术,使用OpenGL图形库实现了大环境天空盒、三维地形的贴图效果、并加入了地面建筑物,再现了真实的三维场景。介绍了纹理映射技术在三维游戏引擎中的应用及作用。     

基于OpenGL的轻量实时图形引擎设计

为了满足轻度使用计算机三维图形引擎的需求,解决目前游戏和仿真引擎需要大量学习成本,对用户计算机硬件要求较高的问题,探讨基于OpenGL的轻量实时图形引擎设计。通过研究现代游戏引擎架构,精炼并优化开发架构,采用C++语言搭配OpenGL图形应用程序编程接口（Application Programming Interface,API）设计出轻量实时图形引擎,实现了低功耗下虚拟三维场景的渲染及物理仿真效果。     

虚拟现实技术在逆变电源监控系统中的应用

虚拟现实建模语言（VRML）是描述虚拟场景的一种标准,获得了广泛的应用.介绍了一个利用虚拟现实技术实现对逆变电源模块进行监控的系统,对VRML与外界的通信方式以及与数据库的连接进行了研究.利用VRML构建了具有良好交互性的三维场景,并利用Java和VRML通信,实现了场景从数据库中实时获取电源状态参数,在此基础上完成了来自逆变电源的动态数据与虚拟三维模型的动态交互,实现了通过虚拟电源控制柜对逆变电源模块的开启和关闭、电源设备运行数据的实时显示.     

物联网智能家居虚拟装配交互系统的设计与实现

在物联网智能家居设备装配过程中容易因误操作而造成设备损坏,甚至引起电网事故、人身伤亡事故、财产损失惨重等问题.为了解决这个问题,设计了物联网智能家居虚拟装配交互系统.该系统使用Unity3D实时渲染引擎进行三维场景展示,交互端则使用Unity3D的物理引擎模拟事件触发,选用具有行业标准的物联网数据库来控制智能家居的实时场景交互.通过多角度镜头和实时参数调节,用户在三维引擎操作端可实时查看智能家居安装的进度和交互效果.     

基于OGRE引擎的虚拟场景浏览

虚拟现实技术的虚拟交互性得到了越来越广泛地应用,虚拟场景浏览技术有效地解决了现实世界的时空局限等瓶颈问题.在对虚拟现实(3I)原理研究分析的基础上,依据插件设计的思想,设计了一种基于OGRE引擎的虚拟场景浏览框架,框架明确的包含两个端:渲染端和控制端.渲染端封装了OGRE渲染引擎,实现了快速实时的渲染;控制端,通过建立虚拟漫游交互机制来完成虚拟场景与外设的实时控制.基于OGRE八叉树的场景管理、射线查询算法、寻路算法、物体的拣取、RTT等技术的运用实现了用户与虚拟环境的交互系统,用户操作信号输入到计算机中并作用于虚拟环境,创建实时渲染处理结构,实现人与虚拟环境的实时快速的交互;基于OpenAL,OggSound的音效系统,克服了用户在场景浏览时的单调与乏味,更具真实感,丰富了场景浏览的真实性.在实践中应用OGRE图形引擎、CEGUI界面库、OpenAL,OggSound声音库实现了该系统.     

一种用于虚拟校园漫游的三维引擎的研究

在对三维引擎技术OSG进行分析和研究的基础上,提出并实现了一种用于虚拟校园漫游的三维引擎系统,该系统使用OSG所提供的类和接口,实现了虚拟校园场景的渲染以及漫游的交互控制功能,同时在引擎中添加了语音介绍功能,丰富了浏览者的视听感受。实践证明,该引擎具有良好的移植性与通用性,为虚拟校园漫游技术向虚拟校园系统和虚拟学习平台方面的迁移提供了支持。     

多线程实时三维渲染引擎文件系统的设计与实现

随着多核平台的普及与并行理论的发展,以并行技术提升程序性能将成为软件研发的一个重要趋势.在实时三维渲染引擎中,通过使用多线程并发与面向对象技术相结合及软件工程技术,实现了一个基于接口设计的可扩展、跨平台的多线程三维渲染引擎文件系统.通过多核平台的测试,证明了多线程文件系统的有效性.     

面向虚拟训练的DirectX可视化仿真系统开发

为了将三维虚拟可视化技术应用于医疗虚拟康复训练之中,在比较多种三维仿真开发平台特点的基础上,提出利用虚拟现实技术和DirectX技术开发一种基于PC的具有人机交互功能的便捷式康复训练软件产品。通过引入虚拟引擎的开发思想,研究了该软件虚拟引擎的硬件接口、图形渲染、声音渲染、碰撞检测等主要模块的相关技术。该原型系统在上海市静安老年医院进行实验测试,实验表明该系统开发平台能满足康复训练所需功能要求,在康复医学领域有较高的推广应用价值。     

一种基于采样点的大规模群体实时三维可视化方法

大规模群体的三维可视化是虚拟现实领域的研究热点之一.目前,由于驱动方法与渲染效率的问题,在虚拟空间中创建的大规模虚拟群体很难同时满足驱动与渲染过程的逼真与实时.该问题对于群体规模庞大,个体外形、动作具有一定程度个性化,需要进行独立运动控制的场景尤为明显.针对这一问题,提出了一个高效的大规模虚拟群体三维可视化方法:首先,通过使用模板派生技术从少量模板模型派生出大量外观各异的个体模型;其次,使用运动数据个性化变形技术实现了运动数据的重用;最后,使用基于采样点的渲染技术实现了大规模数据的实时显示.在上述工作基础上,研究并开发了一套大规模虚拟群体的三维可视化系统,能够方便的在普通PC机上实时、逼真的展示大规模的运动虚拟群体,并实现了60000群众紧急疏散过程的实时三维可视化.     

基于OGRE的无人机全轨迹实时视景仿真系统

通过构建无人机全轨迹实时视景仿真系统,用于无人机全轨迹实时视景显示和运动模拟。该系统以开源的OGRE图形引擎作为基础,并结合建模软件3ds max,开源场景编辑器Ogre SE,及导入工具Ogremax,构建了全轨迹视景仿真所需要的三维机体模型,以及起飞阶段,巡航阶段和降落阶段的三维场景模型。通过编写解析函数库在OGRE图形引擎中解析和渲染场景。运用基于轴对齐包围盒(Axis-Aligned Bounding Box-AABB)的射线碰撞检测算法进行无人机投弹和击中目标爆炸效果模拟。通过开源的CEGUI图形界面库进行系统的人机界面的设计与构建,用于飞行数据的显示和人机交互。同时运用基于UDP的通信方式与d SAPCE实时运算主控机进行通信,使得视景系统能够实时地展示无人机飞行状态。最后通过联合实验验证视景系统的各项功能。     

基于 OSG 的漫游系统的设计与实现

虚拟现实技术的提出,凭借真实的沉浸感、可交互性以及可构想性等这些优势,轻而易举地把现实世界通过计算机数字化中呈现出来。在城市建设、室内设计、工业设计、道路桥梁规划、旅游教学、房地产、古迹恢复、电力水利、地质灾害、虚拟校园等各个领域广泛应用虚拟现实技术,并对相应领域的发展产生了极大的帮助和推动作用。基于OSG的漫游系统正是基于此技术上的一项应用,该系统具备模型加载,点、线、面渲染,导航,漫游,雨、雪、雾特效,等功能。最终目标是希望实时呈现了一个逼真的、立体化的,能给人视觉、听觉、触觉感受的虚拟漫游系统。该漫游系统的实现有利于景区旅游资源充分开发利用,对广西师范大学建设规划具有重要的现实意义。同时,也是弘扬和传播广西师范大学校园文化的重要途径。     

基于快速原型化的小型涡喷发动机起动过程控制

为快速验证小型涡喷发动机起动过程控制规律,基于快速原型化技术搭建了半物理试验平台。设计了快速原型试验系统整体架构,对控制系统的软硬件设计和智能节点的工作原理进行了说明,使用Speedgoat Mobile实时目标机作为电子控制器,以STM32为核心设计智能节点,选用Modbus协议对信号进行编码,实现电子控制器和智能节点之间的数据通信。针对小型涡喷发动机的起动过程设计了一种控制规律,利用自动代码生成技术生成电子控制器可执行程序,部署到实时目标机中,完成了起动过程控制规律的试验验证。仿真结果表明,电子控制器和智能节点通信正常,工作可靠稳定,起动过程平稳迅速、不熄火、不超温、不超转,提出的快速原型化控制技术能够有效地缩短开发周期,具有良好的工程实用价值。     

基于三维模型的多视图像采集与显示方法

针对多视三维显示中三维模型的多视图像数据源稀少、制作成本高等问题,提出一种通用的三维模型多视点图像采集和显示的方法。该方法可应用于所有基于OpenGL/Direct3D技术开发的应用程序,通过劫持应用程序调用并对其进行修改执行,从而获得程序中三维模型的多视点图像。本文还提出一种同步渲染协议,保证该方法在采集与显示过程中的高实时性。实验结果表明,本文所提出的方法在采集和显示过程中实时性高,渲染图像与源图像品质相同,在三维显示领域具有广泛的应用和研究价值。     

机载网络体系结构及其协议栈研究进展

随着空中任务的不断增加,尤其是无人机的迅速发展,机载通信需求的快速增长促使机载通信向网络化的方向不断发展.作为连接卫星网络和地面网络的空中通信重要枢纽,机载网络具有诸多区别于无线移动网络的新特征,包括大尺度三维稀疏分布场景、长传输范围、移动轨迹可预测、高速移动、高动态拓扑和分群结构等.这也使得其在体系结构和协议栈设计上面临新的挑战,成为学术界和产业界的研究热点.首先,对机载网络体系结构和网络特征作了介绍;进而,重点对MAC协议、路由协议和传输控制协议3个方面的研究进展进行了系统的综述;最后,讨论了机载网络研究存在的一些问题和需要进一步研究的方向.     

跟踪定位消防系统中的CAN技术应用层通信协议

为了提高自动跟踪定位消防系统的可靠性与稳定性,提出利用CAN总线进行消防系统内部的数据传输.介绍了消防系统的架构及通信,分析了CAN总线通信电路结构和原理,以CAN 2.0B协议帧结构为基础,研究扩展帧ID报文标识符的组成和含义,给出了基于CAN总线应用层通信协议的制定、实现方法和设计实例.应用结果表明,该设计不仅能满足数据传输可靠性、实时性等实际要求,而且还具有极强的移植性和扩展性.     

基于多体动力学理论的赛车游戏引擎的设计与实现

运动车辆的实时建模、动力学行为仿真是赛车虚拟环境中的重要组成部分。论文设计并实现了一实时赛车游戏引擎,在引擎车辆建模中提出了一种基于多体动力学理论实时逼真的赛车建模方法,对赛车的真实受力状况进行简化,模拟车辆的各种动力学行为和车辆运动的真实感绘制。并实现了引擎中的碰撞检测技术、音效处理技术、虚拟环境的实时绘制技术。增强用户漫游虚拟环境的沉浸感。     

基于时间触发总线的发动机分布式控制系统原型设计

分布式控制具有重量轻、模块化程度高和可靠性高等特点,是未来航空发动机电子控制系统的发展方向之一。基于时间触发总线TTP/C构建了分布式控制原型系统,根据发动机控制需求将系统划分为监控节点和智能节点的架构,制定了集群级和节点级的TTP/C通信协议。基于Simulink模型设计了智能节点应用软件,基于VxWorks设计了监控节点应用软件。经过系统试验,表明基于TTP/C通信总线的分布式原型系统能够满足发动机分布式控制通信要求,具有实时性好、可靠性高的特点。     

网络虚拟现实的网络架构和通信协议研究

网络虚拟现实系统的设计与实现已引起越来越多的关注,而合适的网络架构和有效的通信协议的设计和实现对网络虚拟现实系统是至关重要的,对目前典型的网络虚拟现实系统的特性,通信架构和协议以及应用领域做一概述,对网络虚拟现实系统的网络结构和通信协议进行了研究,最后给出了一个基于Web的、用于远程工业控制的网络虚拟现实系统的原型实现。     

基于Modbus通信协议的船舶电站实时监控系统

基于Modbus通信协议，提出一种在LabVIEW虚拟仪器环境下实现PC机与单片机实时通信的方法，完成对船舶电站多套柴油发电机组的现场监控。给出了监控系统的具体实施方案，详细讨论了通信协议的设定及通信程序的编程要点。这种通过Modbus协议将LabVIEW与单片机控制系统有机结合的方法，是一条开发智能化图形监控设备的有效途径。     

基于模糊控制的发动机动力性能分布式测控系统

提出了一种发动机动力性能分布式自适应测控系统。给出了基于Profibus-DP总线和USS协议的测控系统的网络结构、软硬件设计方法及工作原理。采用SiemensMasterDriver矢量控制器和AFE整流单元,结合参数自适应模糊PID控制器,实现了对测控装置的精确控制。利用工控机和第三方软件实现了对多台测控装置的实时远程监控。实际应用表明,系统组态灵活、编程方便、自适应能力强、可靠性高。