教学机器人三维仿真与远程控制软件实现

针对自主研发的5自由度教学机器人，结合OpenGL三维建模技术，运用Visual C＋＋平台设计了基于C／S结构可代替传统示教盒的教学机器人三维运动仿真、离线编程和远程控制的软件。该文首先介绍了教学机器人基本结构以及底层控制系统实现方法，然后详细介绍了一般仿真系统的软件结构、利用OpenGL进行教学机器人3D建模和动画、离线编程以及运用WinSocket控件实现网络通讯和远程控制的方法，最后结合教学机器人几何特性提出了简便的求逆解的方案，并简单探讨了机器人运动路径规划插补方法。     

面向3D虚拟展示的软件定制化系统研究

针对传统三维虚拟展示软件中存在的编程过程复杂、开发周期长等缺陷,提出一个具有可定制性和扩展性面向虚拟展示的定制方法。该方法基于虚拟现实技术和软件大规模定制技术,设计面向虚拟展示的定制化系统架构;基于软件功能树对系统功能解耦,抽取可复用的公共模块实现参数定制化,封装为功能接口供系统调用;同时定义了系统的定制模板,以描述和配置应用系统的基本信息和个性化定制,从而满足不同企业产品虚拟展示功能定制需求。最后通过具体实例展示验证了该系统的有效性和实用性。     

An Overview of 3D Software Visualization

Software visualization studies techniques and methods for graphically representing different aspects of software. Its main goal is to enhance, simplify and clarify the mental representation a software engineer has of a computer system. During many years, visualization in 2D space has been actively studied, but in the last decade, researchers have begun to explore new 3D representations for visualizing software. In this article, we present an overview of current research in the area, describing several major aspects like: visual representations, interaction issues, evaluation methods and development tools. We also perform a survey of some representative tools to support different tasks, i.e., software maintenance and comprehension, requirements validation and algorithm animation for educational purposes, among others. Finally, we conclude identifying future research directions.     

基于Direct 3D的3维自由立体显示软件双视点设置

如何生成具有适当水平位差的左右眼平面图片是自由立体显示软件设计的核心问题。针对该问题，首先以双眼能够舒适地融合显示屏上的最大水平位差为依据，在Microsoft Direct 3D构建的3维模型空间体系内，寻找模型空间的视点与显示屏上水平位差之间的理论关系；然后，以视者在真实空间浏览3维模型真实感强、视觉舒适为原则来确定模型空间视点位置和投射表面平移量；最后，还提出了调整立体视觉效果的参数，并阐述了它们对立体视觉效果的影响机制。该研究成果已经投入使用，并获得了理想的立体视觉效果。     

Software for slip-tendency analysis in 3D: A plug-in for Coulomb

Slip-tendency analysis is a valuable tool in fault reactivation evaluation and seismic hazard assessment as it provides a means of quantifying the slip potential on mapped or suspected faults in a known or inferred stress field. We developed an interactive graphic tool to perform slip-tendency analysis. The application is written in MATLAB in the form of plug-ins for COULOMB, a graphic-rich deformation and stress change open-source software. In addition to identifying the faults most prone to reactivation, we compute and plot synthetic focal mechanisms from the direction and sense of likely slip. This allows compatibility between focal mechanisms and geological structures to be verified. Both individual faults and fault networks can be considered in three dimensions. The potential for slip depends on the prevailing stress field, the fault surface orientation and the coefficient of friction. These parameters are given interactively in a Windows environment. The application thus offers an easy-to-use graphical interface with the possibility of fast parameter modification and 3D visualization of the results.     

基于3D动画的软件演化信息可视化

可视化是软件维护和演化研究的一个重要组成部分。一个交互式的3D可视化方案能够将软件演化过程更形象地展示给用户。将软件的演化历史比拟成一座城市的发展过程,用户可以自由地在城市中移动,在把握系统宏观变化趋势的同时,很好地掌控其细节的发展情况。在已有相关工作的基础上,利用unity3D实现了一个原型工具,基本实现了预期目标,能为软件管理者提供方便的可视化信息。     

Grid_strain and grid_strain3: Software packages for strain field computation in 2D and 3D environments

Two Matlab™ software packages for strain field computation, starting from displacements of experimental points (EPs), are here presented. In particular, grid_strain estimates the strain on the nodes of a regular planar grid, whereas grid_strain3 operates on the points of a digital terrain model (DTM). In both cases, the computations are performed in a modified least-square approach, emphasizing the effects of nearest points. This approach allows users to operate at different scales of analysis by introducing a scale factor to reduce or also exclude points too far from grid nodes. The input data are displacements (or velocities) that can be provided by several techniques (e.g. GPS, total topographical station, terrestrial laser scanner). The analysis can be applied to both regional- and local-scale phenomena, to study tectonic crustal deformations (strain ≈10⁻⁸−10⁻⁶) or rapid landslide collapses (10⁻⁴−10²), and to characterize the kinematics of the studied system. Errors on strains and geometric significance of the results are also provided.     

在ACIS平台上开发三维软件

ACIS是全球最著名的三维软件开发平台，本文介绍了ACIS的历史、影响，开发技术及用户开发界面。     

一种保护Java3D应用的软件水印算法

针对Java3D应用程序固有的场景图数据结构,提出一种新的用于保护Java3D应用程序的动态数据结构软件水印算法。该算法将一个对场景图节点遍历的初始顺序作为嵌入密钥,利用循环左移及基于阶乘的进制数制方法将水印嵌入软件。阐述水印的嵌入及提取算法步骤。该算法具有不增加场景图节点个数和不影响程序性能的优势,比其他水印算法更加健壮。     

三维结构分析并行自适应有限元软件PHG-Solid

介绍了所研制的一个开源三维结构分析并行自适应有限元软件PHG-Solid。它是以并行自适应有限元软件平台PHG为基础开发的,支持在纯三维结构上进行并行自适应有限元分析。与现有的商业和开源结构分析有限元软件相比,PHG-Solid的特点和优势在于:1)支持完全自动化且高度并行的自适应有限元计算;2)能稳健高效地求解大规模问题,具有很好的计算规模可扩展性;3)易于扩展,用户可根据需要添加相应的计算模块。通过几个大型数值算例来展示该软件的计算能力和并行可扩展性,其中的最大计算规模超过了5亿自由度,最大并行规模达到了1024个MPI进程。     

三维钢结构CAD软件中的节点设计

介绍了面向对象分析与设计的基本思想，利用Factory Method设计模式，解决了钢结构节点设计CAD软件中节点多样的难题。该方法可以大幅度提高程序员的工作效率。     

血管介入手术三维导航仿真软件设计

本文在虚拟内窥镜技术的基础上,提出一种方法进行介入手术的三维导航仿真。该方法使用了两个三维绘制窗口分别读入体绘制和面绘制的血管模型。含有体绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物移动的实时三维导航;含有面绘制的血管模型的三维绘制窗口进行标志物经过路径的显示和血管的内窥观察。通过两种绘制窗口同步仿真,来达到了对介入手术三维导航的目的。     

基于OpenGL的三维建模可视化软件开发

伴随着计算机图形学的发展,形成了可视化技术及其三维表现技术。可视化技术,即我们可以直接操作三维图形中的具有物体信息,与计算机直接交互;三维表现技术,即我们可以用它呈现出三维世界中的各种物体。目前在众多可视化工具中,表现突出的是SGI公司推出的OpenGL三维图形库,功能强大而且易于使用。本文是阐述如何用OpenGL进行三维建模,开发可视化软件。     

基于OpenGVS的三维仿真软件的开发研究

视景仿真技术是在数值仿真的基础上以图形和动画来显示仿真的过程和结果，近年来视景仿真技术在军事领域上得到了广泛的应用。OpenGVS是专门用于实时3D图形开发的软件。该文在Multigen Creator 3D场景建模的基础上，采用OpenGVS来实现场景驱动，开发了一个导弹与飞机交战场景的仿真程序，并介绍了实现三维动画驱动时需要解决的几个关键问题，包括外部模型的导入，视点的选取，碰撞的检测，以及爆炸效果的产生等。这些技术的运用使得软件仿真的效果更加逼真。     

数控加工G代码程序三维加工仿真软件开发

笔者利用Qt平台与OpenGL库开发了一款针对数控加工G代码程序的三维加工仿真软件。该软件能够根据加载的G代码程序提取加工图像点位信息并绘制加工图像并且可以模拟刀具的加工过程,同时可以检测G代码程序的错误并给出错误信息,方便用户提前验证G代码的可行性。通过使用该软件,技术人员无须试加工就可以验证G代码的加工效果,从而能减少资源浪费与缩短开发周期。     

基于OSGEARTH的国产航天三维仿真软件设计

针对目前航天领域缺乏经过验证、能够可靠应用于全国产化平台的三维仿真软件,本文基于OSGEARTH设计和实现了一款国产航天三维仿真软件.通过地球影像和高程数据的差异化加载、场景树的优化构建、弹道数据筛选等设计策略,解决了在全国产化平台上进行三维仿真的可靠性和渲染效率问题,并得到了仿真实验的有效验证.     

三维组态软件设计中场景快速组态及交互方法研究

针对三维组态软件三维监控场景组态困难以及人机交互复杂的问题,提出一种基于本体的三维场景快速组态方法以及分层三维交互模型。在三维组态软件设计中给监控设备模型加入语义信息,使组态过程智能化,从而使监控场景的组态更加简便,人机交互更加自然。采用分层的人机交互模型,实现了高层交互的设备无关性,有利于系统的扩展。采用以上方法增强了三维组态软件开发及使用的有效性。     

运动器官组织三维可视化量化分析软件平台的研制

利用可视化技术进行体育运动训练机体的量化研究,是运动训练研究最有效的手段之一;在描述了三维可视化重构的一般过程和机理,并给出了基于可视化技术的运动机体器官组织量化体积计算模型的基础上;进而,实现了基于断面图像(CT或MRI等)的运动机体器官组织的三维可视化量化辅助分析软件平台;最后指出,在运动训练研究中,以该软件平台作为辅助工具的最大优点是:可以直接利用现有的活体(特别是活人体),而无须再对被研究的运动器官组织做具体解剖,就能方便快捷地获取其运动训练效果的许多高精度量化参数。     

水力压裂混合液砂密度模糊控制方法研究

水力压裂过程中,混砂车的混砂密度值直接影响水力压裂施工的质量,本文采用模糊控制方法控制混砂液密度,运用Matlab进行了模糊控制和常规PID控制仿真.仿真结果表明:模糊控制方法的控制响应速度快,阻尼小,稳态误差小,控制效果好.