VRML虚拟图书馆的构建与优化浏览

鉴于虚拟校园广受关注和VRML广泛应用的背景,以虚拟图书馆建设为例,探讨VRML虚拟场景的构建、优化和调度问题.给出了虚拟图书馆的开发流程,并从基础数据收集与整理、三维模型建立、三维模型优化等方面,给出了虚拟图书馆的构建过程.采用基于VisibilitySensor的调度算法,对进入视域范围的场景进行调度.利用LOD思想,对视域内的物体根据视点距离调度不同精度的模型,实现了VRML场景的快速浏览.经过发布与测试,表明VRML虚拟图书馆具有操作简单、逼真度高、适应性强等特点,在网络运行顺畅,实用价值较高.     

基于3DMouse的虚拟仿真系统人机交互技术

为了提高虚拟仿真系统的人机交互性,增强虚拟现实的沉浸感,并结合对虚拟装备仿真系统人机交互性能的需求分析,提出了一种基于Open Inventor技术的三维鼠标视点控制方法.利用三维鼠标的操作模式与工作原理,建立了一种新的仿真系统人机交互模型,从而解决了三维鼠标作为人机交互设备与虚拟仿真系统集成的问题,实现了操作者操纵三位鼠标在虚拟场景中的漫游和装备三维对象模型的动态控制.三维鼠标浏览路径数据的保存和导入功能可实现反复多角度的观察虚拟装备的装配和工艺过程,使装备的操作和维护培训效果显著,该技术可应用在多种虚拟装备仿真系统中.     

基于OpenGL视点坐标系的三维场景旋转算法

论文基于OpenGL视点坐标系与世界坐标系的相互对应关系,建立以视点系参考点为中心的球坐标,提出一种新的三维场景旋转算法模型,该模型几何意义非常明确,在拖动过程中可随时调整灵敏度,在同等旋转条件下三维变化导矢保持恒定,操作方便易行,为人机三维旋转操作提供了新的有效途径。     

基于位图的三维地形速绘算法及其OpenGL编程

三维真实感地形是虚拟场景中的基础部分,其绘制的速度与质量是构建三维虚拟场景成败的关键.利用Visual c++环境下的MFC机制,以通用的标准三维图形函数库OpenGL为工具,通过在位图的灰度值与地形高程数据之间建立相应的映射关系,建立标准的地形高程数据组,并依托OpenGL平台快速生成了三维网格地形.为增强地形的真实逼真性,对地形网格的法向量作出多重处理,应用OpenGL的光照和纹理映射技术来生成地形的阴暗效果,最后对三维地形的整个场景进行综合编程,实现了三维地形场景的实时、快速绘制.     

一种面向OPENGL的三维模型的转化方法

在对OpenGL的显示列表和VRML的研究基础上，提出了一种将3DMAX制作的三维模型用VRML模型作中介，将模型数据(包括网格顶点数据，材质，贴图)进行分离、提取、规范化，优化保存．最后在OpenGL建立的虚拟场景中快速生成三维模型并显示其虚拟影象的方法．该方法能使由三维建模软件产生的三维模型方便快速的移植到支持OpenGL的应用程序开发环境中．对于建立虚拟场景的模型有较大的实用价值。     

基于模型移植的高效数据引擎构造方法

在研究MAYA、空间数据结构以及OpenGL的基础上,用分离提取的方法把MAYA制作的三维模型移植为一种规范、优化、有空间数据结构的M3D数据模型。在只有视点移动的大型三维虚拟场景开发中应用这种数据模型,既有助于在OpenGL建立的虚拟环境中快速构建大量、复杂、逼真的三维模型,又有助于实现实时渲染精细场景的目标。     

基于OpenGL驱动的三维场景重构

基于OpenGL环境,提出利用场景渲染结果即帧缓存数据(主要包括颜色缓存及深度缓存)进行局部三维场景重构的方法.根据投影变换原理和深度缓存特点研究了逆投影变换,得到了三维点元的重构方法.在此基础上,利用帧缓存数据重构每像素对应的三维点元,从而构成相机坐标系下的三维点云模型,即原始三维场景在当前相机视角下的离散采样,被定义为虚拟视模型.根据透视投影和帧缓存的特点,分析了虚拟视模型的点位精度,实验表明虚拟视模型具有较高的相对精度.提出的场景重构方法具有天然的多分辨特性,支持场景简化与流式传输以及独立于场景的具体表示形式,可采用拦截方式从一般三维软件中实时重构虚拟视模型,从而提供了一种获取三维数据的新方法.     

露天矿生态重建VR仿真系统研究

介绍了用虚拟现实技术开发露天矿生态重建视景仿真系统的几项关键技术。针对露天矿生态重建应用特点,采用层次型与面向对象相结合的三维数据结构,构造露天矿生态重建视景仿真模型;用LOD技术为露天矿虚拟环境中的地形和建筑物构造多层次、多分辨率的细节模型,提出了基于视点的连续LOD算法,对三维地形模型按数据块进行简化,以适应不同硬件平台和视觉特性的分辨率需求;采用Vega软件实现露天矿三维动态全景图显示与实时驱动的基本方法;用实物标图技术在虚拟场景中进行生态重建规划方案的设计方法;提出一种新的用鼠标获取三维虚拟场景中实体模型信息的算法,实现三维动态查询和与外部数据库的链接。     

VRML与3DS MAX 建模的互补性研究

三维建模和虚拟现实技术都是近些年来随着计算机图形学的发展而日渐成熟的新兴技术,基于互联网的虚拟现实技术已经越来越成为计算机图形学领域的新课题之一。如今应用在三维建模类的软件种类繁多,不同的软件功能也各具特色。为了快速实现三维模型建立并实现网络浏览,可根据3DS MAX提供的可视的三维建模能力,以及VRML虚拟现实三维立体网络程序语言,构造虚拟场景并实现用户与虚拟场景的网络浏览。介绍了3DS MAX与VRML语言的相关技术特点,并通过实例使用3DS MAX和VRML语言进行建模,实现虚拟交互的快捷方法。通过对VRML与3DS MAX建模的互补研究,解决了快速建模并实现虚拟场景的网络浏览。     

基于Virtools的虚拟小区漫游系统的设计与实现

虚拟建筑小区漫游系统是虚拟现实技术的综合应用,作者使用三维建模软件-3DMAX软件和多功能三维开发工具软件-Virtooh软件,设计实现了南堡盐场西苑小区虚拟漫游系统.此系统可以为用户提供多视点、多场景的浏览,使人有身临其境之感.     

图形图像融合的海量建筑绘制

目的 城市3维模型数据海量且结构复杂,缺乏一个高效完善的可视化系统往往是影响数字城市应用的瓶颈之一。通常利用多层次细节（LOD）与调度算法减少每一帧绘制的数据量来提高绘制效率,当场景规模足够大时,即使采用复杂的优化算法也难以取得较好的效果。为此,本文在传统算法基础上,提出一种图形图像融合的海量建筑物场景绘制方法。方法 提出并采用视域分级绘制策略,将视椎体平行分割为感兴趣区域、次感兴趣区域和非感兴趣区域,感兴趣区域采用图形实时绘制方法,使用离屏渲染技术将次感兴趣和非感兴趣区域绘制在纹理图像中,每一帧绘制完成后将二者进行顾及深度信息的融合,实现完整场景渲染。结果 使用公开的纽约市区CityGML文件作为实验数据,数据包含了118 195个LOD1和LOD2级别的建筑物模型。分别构建多组不同建筑数量的场景进行帧率统计实验,绘制帧率都达到20帧/s以上。算法实现了视觉无损失的场景完整渲染,并与Cesium平台进行对比实验,证明算法有效且系统运行流畅。结论 图形图像融合的绘制方法,既保持了图形渲染的漫游连续性,同时也具有图像渲染的场景复杂度无关的优点。实验结果表明,针对大规模的低分辨率建筑模型场景,算法可以有效提高系统的渲染能力,在性能相对较低的硬件条件下也能实现海量建筑物实体模型的流畅漫游,并达到视觉无损失的场景完整绘制。     

基于VolumeViz的地震数据三维可视化关键技术

随着三维可视化技术的应用领域越来越广泛,三维地震数据的信息量过多,三维可视化绘制的运算量过大,渲染速度过慢等问题成为制约地震数据三维可视化技术发展的桎梏.本文基于Open Inventor的扩展模块VolumeViz,通过三维地震数据存储格式的转换实现大量数据的存储,通过自动控制分辨率的方式减少运算量,最后建立场景数据库并渲染实现地震数据三维可视化.     

一种层次视频摘要生成方法

视频摘要是视频内容的一种压缩表示方式。为了能够更好地浏览视频，提出了一种根据浏览或检索的粒度不同来建立两种层次视频摘要(镜头级和场景级)的思想，并给出了一种视频摘要生成方法：首先用一种根据内容变化自动提取镜头内关键帧的方法来实现关键帧的提取；继而用一种改进的时间自适应算法通过镜头的组合来得到场景；最后在场景级用最小生成树方法提取代表帧。由于关键帧和代表帧分别代表了它们所在镜头和场景的主要内容，因此它们的序列就构成了视频总结。一些电影视频片段检验的实验结果表明，这种生成方法能够较好地提供粗细两种粒度的视频内容总结。     

基于OpenGL的虚拟历史博物馆漫游设计与实现

系统基于OpenGL三维图形库,利用3DS Max建立模型,使用Visual C＋＋开发语言实现历史博物馆的虚拟漫游。系统通过读取3DS文件重构场景模型,使用键盘和鼠标实现场景任意方向的浏览,同时可实现缩小、放大、旋转等基本功能。此外,通过加入碰撞检测技术,增强了系统的真实感和用户的沉浸感。系统采用面向对象理论,设计简单方便,开发成本低,场景具有良好的真实感和实时性,能满足用户基本需求。     

一种云存储服务客户端增量同步算法

随着云计算技术的飞速发展,越来越多的用户选择使用云存储服务来保存个人文件。云存储共享与协作技术允许用户之间共享云端文件,支持其他用户通过各种智能终端上的客户端对文件进行读写操作。云存储共享与协作技术带来了文件历史版本大规模共享场景的需求,这对云存储系统的并发I/O性能是极大的考验。针对云存储服务共享场景的特点,挖掘文件历史版本之间的关系,采用基于增量传输的优化技术来提升云存储系统的传输性能。在此基础上,优化算法中强弱校验过程的内存占用和磁盘读写,利用文件历史版本数据优化同步流程,有效的减少数据传输量,并且提高系统的存储性能,适用于带宽有限和网络不稳定和大规模共享同步等极端场景。     

基于电子商务的客户访问模式算法的分析研究

通过对电子商务中服务器上的日志文件等Web数据进行客户访问信息的分析,重点研究了客户分析系统的数据采集、数据处理以及跟踪客户在Web上的浏览行为并进行模式分析,并构建了用户访问模式的挖掘模型及算法的分析与实现。     

计算机云存储的数据迁移研究

云存储技术是计算机发展过程中的一项重要技术,其中数字迁移是从完全虚拟化的场景中走出来实现高度动态存储的必然条件,因此就必须对计算机云存储数据迁移进行详细的研究.     

面向异构DHT存储的数据与位置解耦算法

分布式哈希表(distributed hash table, DHT)由于其高效的数据寻址方式而被广泛应用于分布式存储.传统DHT必须将数据存放在指定节点中才能实现高效的数据分布式寻址,极大地限制了DHT技术的应用范围.例如,在异构存储网络中,节点的存储空间、带宽、稳定性等均有较大差异,结合数据特征和节点性能差异选择合适的数据存放节点可以很大程度上提高数据的访问效率,而传统DHT数据和存储位置紧耦合的特征导致其难以应用于异构的存储网络中.针对此问题,提出了vRoute算法以实现DHT中数据标识与其存储位置的解耦.通过构建基于Bloom Filter的分布式数据索引, vRoute算法可以在不降低数据寻址效率的基础上允许数据存储在网络中的任意节点.通过扩展Kademlia算法实现了vRoute,并从理论上证明了vRoute算法的有有效性.最后,模拟实验表明vRoute以较低的存储、网络开销实现了和传统的DHT算法接近的数据寻址效率.     

基于面向对象八叉树的飞机虚拟维修场景渲染

为了加速大规模虚拟场景的渲染速度,采用基于面向对象八叉树的方法对场景进行渲染。该方法将面向对象技术与传统八叉树技术相结合,采用面向对象八叉树剖分虚拟场景,对场景进行管理;将物体结构树的最小零部件作为最小存储单元,采用叶节点保存对象信息,减小树的存储量和处理时间,降低算法的计算负担;在面向对象八叉树的基础上,采用模型遮挡裁剪算法对位于视域范围内的模型进行遮挡裁剪,减小实际渲染的物体数量,提高渲染速率。通过对飞机虚拟维修场景进行渲染实验,证明了该方法的有效性。     

城市地下管网增强现实系统研究

针对地下管网管理系统存在的管道图空间沉浸感不强,施工监控和碰撞检测等决策不灵活,地面建筑模型数据存储和渲染的问题,设计了城市地下管网增强现实系统。通过高精度定位服务来加载管道数据,采用七参数坐标转换方法将管道的经纬度坐标转换成Unity3D的数据;利用ARCore实现了管道模型的虚实融合;使用视觉惯性测距（Visual Inertial Odometry,VIO）算法实现对移动设备的跟踪。实验结果表明,该系统可实现管道模型与现实场景相融合,多方位实时查看,实时交互等功能,增强了管网管理的空间决策支持能力,降低了海量地面建筑数据处理的难度。