面向VR应用系统的Java 3D API

0　引　言Java3D API是用来开发三维图形和开发基于Web的 3D应用程序 (applet)的编程接口 .目前用于开发三维图形软件的 3D API(Open GL、Direct3D)都是基于摄像机模型的思想 ,即通过调整摄像机的参数来控制场景中的显示对象 ,而 Java3D则提出了一种新的基于视平台的视模型和输入设备模型的技术实现方案 ,即通过改变视平台的位置、方向来浏览整个虚拟场景 .它不仅提供了建造和操作三维几何物体的高层构造函数 ,而且利用这些构造函数还可以建造复杂程度各异的虚拟场景 ,这些虚拟场景大到宇宙天体 ,小到微观粒子 .Java 3D 是Java Med…     

基于Truevision3D的虚拟现实技术

在介绍TV3D引擎的基础上重,点讨论了在Visual C#.NET中使用TV3D引擎实现虚拟现实的方法和步骤.文中采用动态摄像机,当操作键盘或鼠标来移动目标物体时,场景视角和摄像机会自动调整,很简单地就实现了虚拟漫游.实验结果表明,使用TV3D引擎来实现虚拟现实,很多底层的功能很容易实现.     

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.     

虚拟现实中的实景视频切换技术研究

虚拟现实场景是由虚拟场景和实际场景融合而成,在进行视角变化时,为了达到逼真的效果,要求虚拟摄像机与真实摄像机的视角同时变换。系统在对SDI信号进行分析的基础上,对视频信号进行解析,对多路SDI视频信号进行有效的视频数据提取,将提取出的有效视频数据分别利用DDR进行缓冲。以经过外部同步的视频像素时钟作为视频输出时钟,对视频数据进行重新编码,在视频逆场中进行视频缓冲区的切换。下位机在接收到上位机发出的切换命令后及时反馈切换时延参数,上位机根据时延参数完成对虚拟摄像机视角的切换,实现在变换视角时达到虚拟摄像机与真实摄像机的视角同步切换。通过对该系统的搭建,采用FPGA来实现视频信号的切换,试验结果表明该虚拟现实系统可以完成虚拟摄像机与真实摄像机视角的同步切换,在实际环境中取得了良好的切换效果。在虚拟现实环境中,采用该系统的实景视频切换技术,解决了虚拟摄像机与真实摄像机视角同步切换的问题,达到了虚拟场景与现实场景的完美融合。     

水面倒影及折射的潜在可视集合预计算

针对大规模场景的水面倒影及折射渲染的可见物体计算问题,提出一种完全基于GPU加速的区域潜在可视集合(PVS)的预计算方法.借助圆盘式水面和模板缓存来统计只在水面部分以倒影方式和折射方式渲染的几何像素值;通过调整计算速度和精度间的场景分割精度、最大误差等参数,缩短了PVS的计算时间.将PVS应用到水面倒影及折射图渲染中,并与已有水面渲染方法进行比较.针对不同场景的测试结果表明,采用文中方法可对常见场景中水面渲染可见物体的计算提供一个良好的解决方案,有效地减少了需要渲染的几何数据的数量,明显地提高了虚拟漫游时场景的渲染效率.     

虚实融合场景中的深度感知研究综述

混合现实系统可以提供虚拟信息和真实环境实时叠加的虚实融合场景,在教育培训、文物保护、军事仿真、装备制造、手术医疗和展览展示等领域具有十分广阔的应用前景。混合现实系统首先利用标定数据构建虚拟摄像机模型,然后根据头部跟踪结果和虚拟摄像机位置实时绘制虚拟内容并将其叠加在真实环境中,用户通过虚实融合场景中渲染的图形化线索和虚拟物体特征感知其深度信息,但存在用于指导虚实融合场景绘制的视觉规律和感知理论匮乏、图形化线索可提供的绝对深度信息缺失和虚拟物体的渲染维度和特征指标不足等问题。本文分析了面向虚实融合场景绘制渲染的视觉规律,从用户感知的角度出发,围绕虚实融合场景中图形化线索绘制和虚拟物体渲染等展开综述,并对虚实融合场景中深度感知的研究趋势和重点进行展望和预测。     

基于CHAI3D的虚拟手术训练系统研究

CHAI3D具有强大的力觉渲染能力,但相关应用并不广泛,为此,在CHAI3D平台下搭建虚拟手术场景,导入手术台及人体的3ds文件,通过属性设置、纹理贴图、视角变换增强系统的视觉表现;详细给出CHAI3D平台下虚拟手术场景设计的具体流程及其在虚拟训练系统中的力觉渲染优势;最后呈现了不同视角下的虚拟手术训练系统实例。关键程序段及训练系统实例充分体现了CHAI3D在虚拟现实场景创建及人机交互方面的便利性与高效性,为初学者快速入门提供了参考。     

基于视频的静止虚拟摄像机生成

虚拟摄像机的生成是虚拟广告系统中一项关键技术,提出一种静止虚拟摄像机生成方法。首先,在视频图像中自动检测比赛场地的特征点,然后根据特征点在图像坐标系与世界坐标系上的匹配关系,利用摄像机定标技术计算出真实摄像机的内外参数,接着把摄像机的内参数和外参数分别转换为虚拟摄像机的视点转换矩阵和投影矩阵,最后在此虚拟摄像机下对虚拟场景进行渲染,把渲染出的图像插入到视频中。实验结果表明该方法简单、有效、易实现。     

采用MEMS传感器感知的虚拟现实射击识别设备与系统EI北大核心CSCD

射击影院是虚拟现实影院最流行的一种形式,其核心组件之一是射击识别系统.为了解决现有虚拟现实影院射击识别系统成本高、交互范围受限等问题,设计了一种射击游戏枪,并提出一个将虚实枪融合的交互射击系统.首先采用3D打印技术设计制作基于微机电系统(MEMS)传感器的交互枪,通过MEMS传感器获取枪身的姿态,结合Kinect获取的枪身空间位置、建立的虚实空间坐标系和转换映射关系确定用户的射击位置,以及射击方向;然后利用Kinect获取的用户视点位置将虚拟场景进行基于视点的渲染,使用户看到虚拟枪图像与实体枪重叠,从而产生手握虚拟枪的错觉.结合文中设计的后坐力模拟装置,在游戏过程中根据虚拟枪的不同枪型调整实体枪的后坐力力度、射速以及屏幕准星抖动范围.配合场景特效及音效,让用户将注意力集中在游戏内容和虚拟枪上,体验身临其境的射击效果.实验和用户生理电数据采集分析表明,与已有系统相比,文中系统更容易被用户接受,用户体验更佳.     

采用MEMS传感器感知的虚拟现实射击识别设备与系统

射击影院是虚拟现实影院最流行的一种形式,其核心组件之一是射击识别系统.为了解决现有虚拟现实影院射击识别系统成本高、交互范围受限等问题,设计了一种射击游戏枪,并提出一个将虚实枪融合的交互射击系统.首先采用3D打印技术设计制作基于微机电系统(MEMS)传感器的交互枪,通过MEMS传感器获取枪身的姿态,结合Kinect获取的枪身空间位置、建立的虚实空间坐标系和转换映射关系确定用户的射击位置,以及射击方向;然后利用Kinect获取的用户视点位置将虚拟场景进行基于视点的渲染,使用户看到虚拟枪图像与实体枪重叠,从而产生手握虚拟枪的错觉.结合文中设计的后坐力模拟装置,在游戏过程中根据虚拟枪的不同枪型调整实体枪的后坐力力度、射速以及屏幕准星抖动范围.配合场景特效及音效,让用户将注意力集中在游戏内容和虚拟枪上,体验身临其境的射击效果.实验和用户生理电数据采集分析表明,与已有系统相比,文中系统更容易被用户接受,用户体验更佳.     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

煤矿多功能物联网读写器的设计

介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.     

变电站一次设备喷涂PRTV用量的分析

对国网宁夏电力检修公司宁安运维站近2年来一次设备喷涂PRTV用量的统计数据进行分析整理,得出各类一次设备按照标准要求喷涂PRTV时的用量估算值,并针对现存作业中存在的问题,提出相应解决方案。