运动视觉跟踪的三维虚拟平台设计与实现

由于运动视觉跟踪对象随机性和多样性的特点,使得传统运动视觉跟踪的三维虚拟平台无法准确还原运动物体跟踪画面,决策误差较大。因此,构建还原精度与可应用性较高的运动视觉跟踪的三维虚拟平台。该平台由运动视觉跟踪监测模块、视频处理显示模块、运动视觉三维转换模块和计算机组成。利用运动视觉跟踪检测模块中的摄像机模拟人眼,进行运动视觉跟踪,将其转换成三维坐标视频文件。视频处理显示模块进行三维坐标视频文件的处理和显示工作,将视频文件的编码传输到运动视觉三维转换模块。运动视觉三维转换模块将视频编码转换成三维虚拟图像,为使用者提供决策信息。软件给出了非线性跟踪下,三维虚拟画面的生成流程图,以及AM209mm视频处理器修正运动视觉跟踪画面的算法语言。实验结果表明,所设计平台具有较高的还原精度与可应用性。     

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。     

虚拟现实中三维音频关键技术现状及发展

虚拟现实(Virtual Reality,VR)的兴起使得三维音频技术得到进一步的应用。VR中三维音频的回放一般采用基于双耳的方式,目前VR中应用较多的三维音频技术有基于物理声场重建和球谐分解的Ambisonics技术,基于自然双耳录音(Binaural recording)的技术,以及基于头相关传递函数(Head Related Transfer Function,HRTF)重建的技术。此外在考虑环境混响效果的场景下还需要双耳房间脉冲响应(Binaural Room Impulse Response,BRIR)技术。介绍了VR中现有的三维音频技术和市场上的主要应用,介绍了VR音频从采集,编码传输到渲染回放整个过程中的主流相关技术,最后对VR三维音频的发展进行了展望。     

基于虚拟现实的三维动画图像多屏显示系统设计

为解决传统多屏显示系统图像接收速率过低、单路图像输出速率受限等问题,设计基于虚拟现实技术的新型三维动画图像多屏显示系统。利用动画图像处理平台、规划显示电源、三维多屏SOC显示模块的连接方式,完成新型显示系统的硬件运行环境搭建。将虚拟现实技术分割后的三维动画图像作为读取依据,对显示滤波参数进行重新设置,完成新型显示系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行单元实现基于虚拟现实技术三维动画图像多屏显示系统的搭建。对比实验结果表明,与传统多屏显示系统相比,应用基于虚拟现实技术的新型三维动画图像多屏显示系统后,平均图像接收速率可以达到2.5 MB/s,单路图像输出速率最大值接近120 MB/s。     

FreeWalk: a 3D virtual space for casual meetings

A meeting environment for casual communication in a networked community, FreeWalk provides a 3D common area where everyone can meet and talk freely. FreeWalk represents participants as 3D polygon pyramids, on which their live video is mapped. Voice volume remains proportional to the distance between sender and receiver. For evaluation, we compared communications in FreeWalk to a conventional desktop videoconferencing system and a face-to-face meeting     

基于电子3D虚拟现实的翻转课堂远程教学系统设计

为了提高翻转课堂远程教学的视觉感官性和智能控制性,提出基于电子3D虚拟现实的翻转课堂远程教学系统设计方案。在Multigen Creator软件开发环境中进行教学系统的软件设计,采用3D虚拟现实技术进行翻转课堂教学场景的远程视景仿真,建立三维教学场景模型,结合Vega Prime视景开发技术建立翻转课堂远程教学的可视化仿真程序,并进行多线程的程序加载和网络控制设计。测试结果表明,设计翻转课堂远程教学系统可视化教学效果较好,系统可靠稳定。     

园林景观设计中的三维虚拟成像系统设计

针对原有三维虚拟成像系统清晰度较低的问题,文中设计园林景观设计中的三维虚拟成像系统。通过制定硬件设计框架,根据框架选择图像采集器进行图像采集,通过计算机对图像进行滤波降噪处理,将处理后的图片通过激光折射输出,采用感光器以及透传模块进行虚拟成像;制定软件设计框架,通过卷积神经网络计算对采集到的图像进行降噪处理,并采用像素灰度计算得到原图像特征点,采用C语言对虚拟成像进行设定并输出,由此完成软件设计。结合上述硬件与软件设计,完成园林景观设计中的三维虚拟成像系统设计。构建对比试验,与原有系统对比,所设计系统在清晰度上有显著的提升,原有系统清晰度为82%～85%,此系统图像清晰度为85%～90%。由此可见,文中设计方法更有效。     

基于AR技术的三维交互式虚拟装配系统设计

针对传统虚拟装配系统交互匹配度偏低的问题,设计一个基于AR技术的三维交互式虚拟装配系统。选用数字图像融合机、环形投影屏幕等作为显示层系统硬件,中控系统、光学追踪器和体感控制器作为交互层系统硬件,图形工作站、视频切换器、磁盘作为数据层系统硬件构成虚拟装配系统操作平台。利用该平台选用SolidWorks软件,根据实体物品比例制作虚拟装配组件模型,搭建"虚拟手"模型并设置交互程序,对三维模型进行装配碰撞检测,实现基于AR技术的虚拟装配系统设计。实验结果表明,所设计的虚拟装配系统与传统虚拟装配系统相比,其交互匹配度提高了13.18%。由此可见,所设计的三维交互式虚拟装配系统装配操作能力更优越。     

基于3DMAX三维虚拟舞台场景建模和虚拟设计

为满足舞台场景设计真实感、高效率要求,采用3DMAX完成三维虚拟的舞台场景建模和虚拟设计。利用3DMAX多媒体制作软件制作舞台场景三维模型,首先制作舞台各部分子模型,通过材质编辑和添加贴图增加舞台逼真效果,组合多个子模型进行适当布局和调整获取完整的三维舞台场景模型;完成3DMAX三维虚拟舞台场景建模后在VRP编辑器中展示,利用3DMAX-for-VRP导出插件,基于天空盒技术渲染舞台环境,通过动作、角色模块添加场景角色和动作效果,实现三维虚拟舞台设计。实验表明,所设计三维虚拟舞台场景逼真程度高于同类型方法,三维建模性能突出,该方法适用于三维虚拟场景设计以及特效场景制作。     

基于Unity3D的虚拟天文实验室交互式系统的设计与实现

针对天文学学科中的太阳系教学直观性问题,采用虚拟现实技术构建一个通过键盘和鼠标操控的虚拟天文实验室.对不同的场景和情境设计了不同的交互方式:太阳系小测验通过鼠标拖拽排序来完成,观看月相小测验通过选择题来完成;广阔的太阳系场景使用鼠标通过移动视角来漫游;空间较小的天文实验室则通过键盘的前进后退、左右移动来进行漫游.实验采...     

广东广播电视台真三维虚拟系统的设计与建设

细述了广东广播电视台真三维虚拟演播室的系统设计原则、实现功能、系统组成、虚拟系统以及视音频系统的设计.概述了虚拟系统关键技术以及运用特点.分析了虚拟演播室在建设中所要考虑的影响因素,并介绍了虚拟系统的实际运行情况.     

兆像素3-D彩色显示器实现高清晰度显示

日本先于其他国家提出了用于移动电话的彩色显示器.预计到2003年底,全球彩屏移动电话的市场占有率将达到50%,在日本、韩国、欧洲、中国和美国,彩色显示器的市场容量是显而易见的.     

基于虚拟现实技术的分布式三维室内设计系统设计

为了提高分布式三维室内设计效果,提出一种基于虚拟现实技术的分布式三维室内设计方法。采用分布式的特征信息融合方法构建分布式三维室内设计的色彩图像模型,对分布式三维室内空间分布图像进行边缘轮廓检测和特征提取,采用RGB颜色分解方法对三维室内空间分布图像进行颜色像素特征分解,结合三维点云特征重组方法实现分布式三维室内设计的色彩空间重构,实现分布式三维室内设计的颜色特征优化组合。在图像和色彩处理算法设计的基础上,基于虚拟现实和视景仿真技术,进行分布式三维室内设计系统的开发设计,采用3ds MAX进行分布式三维室内设计的三维建模,在Multigen Creator建模软件上实现室内层次化结构设计。测试结果表明,采用该方法进行分布式三维室内设计的视觉效果较好,特征表达能力较强。     

基于视觉传达的多角色虚拟人物三维融合系统设计

为了提高多角色虚拟人物三维仿真设计的可视化效果,综合利用视觉传达设计中的VR技术、传感器技术以及虚拟人技术,建立以虚拟人物三维模型为基础的基于视觉传达的多角色虚拟人物三维融合系统。采用三维仿真渲染工具Vega Prime进行多角色虚拟人物三维造型模块创建和虚拟场景仿真,然后设计了多角色虚拟人的运动算法,最终达到了用户、三维仿真场景以及多角色虚拟人物之间的融合。仿真实验结果表明,采用该系统进行多角色虚拟人物三维融合设计的可视化效果较好,满足特殊角色人物三维造型设计要求。     

Simultaneous 2D and 3D perception for stereoscopic displays based on polarized or active shutter glasses

Viewing stereoscopic 3D content is typically enabled either by using polarizing or active shutter glasses. In certain cases, some viewers may not wear viewing glasses and hence, it would be desirable to tune the stereoscopic 3D content so that it could be simultaneously watched with and without viewing glasses. In this paper we propose a video post-processing technique which enables good quality 3D and 2D perception of the same content. This is done through manipulation of one view by making it more similar to the other view to reduce the ghosting artifact perceived without viewing glasses while 3D perception is maintained. The proposed technique includes three steps: disparity selection, contrast adjustment, and low-pass filtering. The proposed approach was evaluated through an extensive series of subjective tests, which also revealed good adjustment parameters to suit viewing with and without viewing glasses with an acceptable 3D and 2D quality, respectively.     

Modeling of a new SMA micro-actuator for active endoscopy applications

Shape memory alloys (SMA) are good candidates to actuate endoscope heads but the cooling problem must be solved particularly in confined situations. For these reasons, a new SMA micro-actuator specially designed for active endoscopy applications has been developed in our laboratory. This work is a new step in the approach of using integrated thermoelectric cooling with SMA actuators. In fact, the Peltier effect is very attractive in such a case because this reversible phenomenon reduces the overheating of the external environment and provides forced cooling that decreases the response time. In this paper the actuator design and its working principle are presented. A fine modeling of the coupled mechanical and thermal behaviors gives a better understanding of the physical phenomenon involved in the actuator. Finally an experimental prototype has been developed and tested in order to verify the model predictions.     

基于三维虚拟现实的便携式3C产品外观仿真设计与实现

为了增强便携式3C产品企业的竞争力,需研究一种有效的外观设计技术。传统方法通过设置产品各组件的外观属性对便携式3C产品外观进行设计,设计结果不直观,不能有效展现所设计便携式3C产品的外观。为此,设计一种基于三维虚拟现实的便携式3C产品外观仿真设计系统,分析系统的总体结构,通过输入模块对用户发出的命令进行接收和检测,输入模块将接收到的命令发送至图像处理模块,通过将软件代码植入芯片中实现便携式3C产品外观的仿真设计,将设计结果发送至NOR FLASH存储电路暂存,将最终设计完成的结果传输至VGA显示模块进行显示。软件设计中,采用三维虚拟现实技术实现便携式3C产品外观设计。实验结果表明,所设计系统外观设计效果较佳,且效率很高。     

基于虚拟现实技术的三维影像智能显示系统嵌入式设计

以往的三维影像智能显示系统体积大、精度差,显示效果和同步性不能满足用户需求,针对这种现象,设计基于虚拟现实技术的三维影像嵌入式智能显示系统。虚拟现实技术使用Open GL和3ds MAX开发系统的数据采集与调试模块,使用VC++6.0开发显示模块,实现人与自然、人与人的视觉交互。对数据采集与调试模块的FPGA进行嵌入式设计,通过FPGA采集三维影像进行色彩调节,以压缩形式传导给显示模块的HI1257B芯片进行解码、去噪、画质增强和显示。实验结果表明,所设计的智能显示系统拥有显示效果逼真、同步性好的特点。     

Equivalent radiation source of 3D package for electromagnetic characteristics analysis

An equivalent radiation source method is proposed to characterize electromagnetic emission and interference of complex three dimensional integrated circuits (IC) in this paper. The method utilizes amplitude-only near-field scanning data to reconstruct an equivalent magnetic dipole array, and the differential evolution optimization algorithm is proposed to extract the locations, orientation and moments of those dipoles. By importing the equivalent dipoles model into a 3D full-wave simulator together with the victim circuit model, the electromagnetic interference issues in mixed RF/digital systems can be well predicted. A commercial IC is used to validate the accuracy and efficiency of this proposed method. The coupled power at the victim antenna port calculated by the equivalent radiation source is compared with the measured data. Good consistency is obtained which confirms the validity and efficiency of the method.