基于WebGL的PLC组态虚拟仿真系统设计与实现

提出了基于WebGL的工业控制三维组态虚拟仿真实验平台设计方案。平台采用WebGL技术构建真实三维工业仿真环境,结合PhysiJs技术与NodeJs技术实现模型运动的实时渲染与数据通信。该仿真平台包含场景加载、模型组装、运动控制、PLC通讯配置及实验效果仿真等功能,可快速地搭建典型工业环境下PLC软件开发的虚拟仿真实验教学场景。通过真实场景的虚拟再现,有效地解决实验场地限制、设备昂贵和多实验场景适用性等问题,从而提高工业控制领域人才的培养质量。     

悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

基于VB和VRML的虚拟仿真实验系统

结合现有的工作描述了虚拟仿真实验系统（VSLS）,阐述了该系统的功能特点和结构模式,对实现该系统的关键技术进行了分析和总结,包括三维场景建模方法、VRML访问实时数据库以及交互式虚拟场景的开发,提出了利用可视化编程语言VB开发一个实现复杂交互动作功能的平台,完成静态VRML文件到动态交互式虚拟文件的转换,重点解决了三维场景模型建立及几何变换、数据库设计及性能优化、三维虚拟实验场景动态组合、虚拟实验场景访问数据库和虚拟实验场景交互性实现等关键技术。     

虚拟拉伸实验的设计和实现

利用虚拟现实技术开发了虚拟拉伸实验,阐述了该虚拟实验的功能特点、结构模式以及设计原理,分析了其实现流程及方法,包括三维场景建模、虚拟场景动态生成以及交互式虚拟场景的开发。提出了利用可视化编程语言VB开发一个实现复杂交互动作功能的平台,该平台提供了友好界面,使用户能够直观地组成虚拟三维实验场景,利用键盘或鼠标来控制三维试验机在虚拟场景中运动,并根据用户的指令实现从静态界面对虚拟场景的调用及虚拟场景中试验仪器、工具及其事件的交互,从而控制虚拟模型的动作进行实验。     

交互式自行车模拟器视景仿真系统开发

视景仿真系统是交互式自行车模拟器的重要组成部分。其给骑车者提供逼真的虚拟三维漫游场景。开发的视景仿真系统硬件上采用PowerWall虚拟现实系统，软件上基于自主开发的虚拟现实通用应用开发平台VR Flier，提高了开发的效率。VR Flier采用面向对象方法设计，能够全面地支持小同领域和不同规模的VR应用开发。视景仿真系统通过优化以及动态调度三维场景模型的方法提高了大范围漫游场景的渲染帧率；并对场景路面坡度及视景转向信号进行平滑处理，获得很好的视景仿真效果。     

基于虚拟现实技术的三维河流仿真系统

虚拟现实技术是当今计算机科学研究的一个热点,该文将这一技术应用到三维河流的虚拟仿真系统中,阐述了创建三维河流虚拟仿真系统的三个具体环节:即三维河流的实体建模,模型数据的读取预处理,虚拟场景的渲染实现,以及在各环节中用到的关键技术。     

基于WTK的虚拟现实组态软件研究与开发

针对传统组态软件二维工艺运行界面的不足,提出了基于虚拟现实技术的三维组态软件开发,利用3DMAX建模软件及其二次开发技术开发工业现场三维虚拟场景的组态平台.通过该平台完成三维虚拟场景文件的配置输出。介绍了虚拟现实软件开发包WTK,并利用WTK和MFC编程开发三维场景运行平台,实现了虚拟场景的四种交互方式,对场景中虚拟对象的材质纹理属性及其表现方法进行了研究,利用力控DBcom控件实现三维运行场景与力控实时数据库的数据交互,给出了系统运行的简单示例,对基于虚拟现实组态软件的研究及意义进行了展望。     

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。     

基于防摇吊具的集装箱起重机半物理仿真系统

针对集装箱起重机学员培训周期长、安全性差等问题,提出一种基于3D图形渲染引擎（OGRE）的虚拟现实技术,实现集装箱起重机半物理仿真操作培训的方法。设计集装箱起重机司机室硬件操作平台,使用OGRE渲染引擎驱动集装箱货场的三维虚拟场景;建立防摇吊具摆动的动力学模型,模拟起重机吊具的残余摆动;并用以太网通讯实现起重机联动台等实物硬件与虚拟现实仿真软件的信息交互。解决仿真操作系统中的虚拟场景的驱动、吊具残余摆动的模拟、实物硬件与虚拟软件的实时通讯等关键问题。实验结果表明,该半物理仿真系统真实感强,对集装箱起重机驾驶训练有重要价值。     

基于虚拟现实技术的三维河流仿真系统

虚拟现实技术是当今计算机科学研究的一个热点，该文将这一技术应用到三维河流的虚拟仿真系统中，阐述了创建三维河流虚拟仿真系统的三个具体环节：即三维河流的实体建模，模型数据的读取预处理，虚拟场景的渲染实现，以及在各环节中用到的关键技术。     

基于VEGA PRIME的无人机飞行视景仿真系统的研究

介绍了计算机仿真技术在无人机飞行仿真中的应用,讨论了系统实现的关键技术。利用三维几何模型,动态显示,3D地形LOD算法等技术,并结合C 编程语言构建了一个基于MultiGen Creator/Vega软件的无人机飞行视景仿真系统,得到了满足系统的实时性及真实感的渲染效果。     

基于VEGA PRIME的无人机飞行视景仿真系统的研究

介绍了计算机仿真技术在无人机飞行仿真中的应用,讨论了系统实现的关键技术。利用三维几何模型,动态显示,3D地形LOD算法等技术,并结合C＋＋编程语言构建了一个基于MultiGen Creator／Vega软件的无人机飞行视景仿真系统,得到了满足系统的实时性及真实感的渲染效果。     

面向动漫领域的集群渲染系统研究与实现

集群动画渲染系统平台是目前国内文化传播、卡通动画及游戏产业在2D与3D制作与渲染技术的瓶颈,文章提出了基于网格虚拟计算环境的集群动画渲染平台的建设方案,在分析了平台总体技术架构的基础上,分别从有向图建模、业务流程装配和服务注册等三个主要关键技术方面详细给出了系统的实现方式。系统上线后的运营状况表明,该系统能够解决动画渲染技术中的资源高度共享、制作工艺的协同性、渲染过程的自动化和智能化、虚拟自治组织结构扩展的灵活性、以及动画渲染基础设施管理等问题,最大限度发挥关键装备生产率。     

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。     

基于OSG的虚拟校园漫游系统的设计与实现

介绍了虚拟现实技术和OpenSceneGraph(OSG)三维渲染引擎。结合虚拟现实技术的综合应用,使用三维建模软件—3DS MAX 8、开源的OSG三维渲染引擎,设计实现了学校校园虚拟漫游系统。该系统可以为用户提供直观、逼真的虚拟环境,使观者有身临其境之感。     

面向三维视频的虚拟视点合成技术研究进展

基于深度图像的虚拟视点合成技术是三维视频信息处理、虚拟现实和计算机图形学领域的新兴交叉技术。介绍了三维视频虚拟视点绘制（或合成）技术的原理;分别就虚拟视点合成过程产生的重叠、伪影、空洞三种问题的产生机理进行分析总结;分类综述了空洞填补中基于背景重建的方法、基于图像补全的方法和基于相关图像的修复方法,并列举了提升合成图像质量的方法。总结并展望了深度学习等技术是虚拟视点合成技术的未来研究方向。     

一个基于全景图的虚拟环境漫游系统

虚拟现实的实现有两种方法。传统上,使用三维图形学方法进行建模和绘制,这种方法需要繁琐的建模工作和昂贵的专用绘图硬件,而且用三维模型很难真实表现自然景观。基于图像的绘制是实现虚拟现实系统的一种新方法,它克服了三维图形方法的上述缺点,近年来得到了日益广泛的应用。文章讨论了一个基于图像的虚拟环境漫游系统的实现,分析了此类系统的模型,介绍了系统实现中摄像机定标、图像拼接、实时图像变换等关键技术。     

宽广视野虚拟环境漫游的设计与实现

探讨了宽广视野三维虚拟环境沉浸式漫游的系统结构和若干技术问题.系统使用多台微机及配套图形卡构成集群并行渲染,使用MPI(message passing interface)构成消息递送环境,使用开放源码的OGRE(open graph rendering engine)三维图形引擎进行场景渲染.实验证明系统开发成本低、效果满足应用需求,可广泛用于训练模拟、飞行再现、虚拟战场环境等视景仿真领域.