虚拟计算机硬件实验平台的设计与开发

笔者设计与开发了虚拟计算机硬件实验平台。针对虚拟计算机平台展开详细分析,首先介绍了虚拟计算机硬件实验平台的设计,其中包含虚拟现实开发平台、虚拟仿真交互系统、虚拟三维显示系统;其次阐述了虚拟计算机硬件实验平台的开发,具体从建模、模型优化、数据库连接、模型的动态导入主要模块设计等方面展开。目的在于提高虚拟计算机硬件实验平台设计、开发效率。     

三维虚拟校园体感交互系统设计与优化研究

三维虚拟校园系统的研究和创建对数字校园的建设有着重要的现实意义。本文在系统分析三维场景构建及虚拟交互技术的基础上,阐述了基于体感交互的三维校园系统开发流程,基于以上研究实现了3dsmax、Unity3D与Kinect平台的三维虚拟校园体感交互系统,该系统具有较高的交互能力、仿真质量和运行效率,最后针对虚拟校园系统的优化与规范提出了设计规范与优化原则。     

一种虚拟试验系统中的多节点信息交互机制

大型分布式虚拟试验系统利用局域和广域网络,将分布在不同节点的虚拟设备、实物设备进行互联,共同协作完成先进装备的虚拟试验任务.为提高系统的实时性,通过试验平台将相应数据及设备状态,快速有效地协调其信息交互是支撑虚拟试验运行的关键.为实现试验功能、试验运行和底层通信三者分层管理;消除交互双方在时间、空间、控制方面耦合;减少网络上冗余信息传递,提高交互效率,提出了一种多节点信息交互机制.方案采用层次式体系结构、基于主题的订购/发布模型、结合可靠单播与局域组播通信,对面向大规模虚拟试验的应用系统开发具有参考价值.     

基于虚拟数据层的电厂数据交互管理平台设计

针对当今电厂众多应用系统中存在的数据冗余和数据不一致问题,提出一种基于“虚拟数据层”的数据交互管理平台.通过对数据库和“虚拟数据层”之间的映射进行建模,建立了数据库和虚拟数据层之间的映射函数,通过以“虚拟数据层”为中心的数据交互管理平台,实现了应用系统间数据统一和互用.平台结合Web Service技术,实现了对实时数据库的跨平台访问,减少电厂各应用系统数据维护复杂度,提高数据利用率,实现厂级各应用资源整合,应用前景广泛.     

应用VRML技术的脉冲爆震发动机拟实验系统开发

在脉冲爆震发动机的教学科研中,迫切需要开发一个演示系统结构与运行过程的虚拟实验室系统.以VRML虚拟现实技术为平台和UG三维实体建模为单元,构建了具有交互功能的脉冲爆震发动机虚拟动态实验系统,实现了脉冲爆震发动机的虚拟拆卸与装配以及脉冲爆震发动机系统的虚拟运行.该虚拟实验系统避免了实际试验过程的危险性和涉密性等问题,具...     

虚拟体育运动教育游戏探索与开发

目前教育游戏主要以键盘、鼠标为交互工具,对学习者的健康不利.提出虚拟体育运动与教育游戏结合的思想,即,将知识元素融入虚拟体育运动中,以体育运动为游戏形式,以知识学习为运动目标,让学习者在运动中学习知识.开发了虚拟排球背单词游戏平台,屏幕上虚拟2D排球场景,虚拟的排球具有英文单词或其汉语翻译词汇.利用电脑摄像头采集学习者视频,通过视频处理功能检测学习者运动前景与虚拟排球的碰撞,并实时更新排球运动轨迹,直到排球落入一方场地.游戏平台所需硬件简单,学习者不需专门学习游戏规则,可作为辅助教学平台应用与推广.     

舰船动力装置虚拟维修训练软件的开发

随着舰船动力装置的不断复杂化,其维修训练成为装备使用维护过程中的一大难题.针对传统维修训练模式受装备数最限制、开发周期长,投资大的特点,在分析虚拟维修训练系统发展现状及其功能需求的基础上,以CATIA为建模平台,以VIRTOOLS为三维交互引擎,以ACCESS为后台数据库平台,以.NET为系统集成平台,研究并开发了舰船动力装置虚拟维修训练软件.经实践验证表明,软件不仅能够满足舰船动力装置维修圳练任务的需要,缩短开发周期,节约训练经费,同时能够用作一个通用的虚拟维修洲练平台.     

哈尔滨理工大学虚拟校园漫游系统设计

文章以哈尔滨理工大学西校区为例阐述了建立虚拟校园漫游系统的方法和步骤.利用3Ds Max建立三维模型,现场采集校园内建筑、环境等大量实景照片,对照片进行处理后给模型贴图,再将模型导入Unity3D进行漫游系统的开发.可实现校园三维地图的展示和交互漫游.最后利用Unity3D的多平台发布将该漫游系统发布在PC机和Android手机平台上.     

虚拟场景中基于数据手套的交互方法

为了提高操作训练仿真系统的真实性、沉浸感，提高交互的质量和效率，将数据手套引入该系统。针对该输入设备，对其使用方法、数据读取以及交互方法进行了研究。利用Creator软件建立虚拟场景和虚拟手模型，在VC 和Vega集成开发环境中编程实现虚拟场景中基于数据手套的交互。     

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.     

虚拟现实技术在远程教育平台中的应用

本文研究了远程教育平台中虚拟现实技术的应用途径以及VRMDEP的实现,提出构建VRMDEP的总体框 架,设计虚拟同步与异步教学系统,构建模拟场景以实现用户之间的交互。     

基于虚拟现实的机器人智能控制系统

本文基于虚拟现实技术特点,构建了虚拟现实环境下的机器人智能控制系统,将Eon Studio与VC++可视化结合构建人机交互平台,将系统分为人机交互系统和遥控机器人系统部分,采用3DS MAX建立虚拟场景和机器人,基于TCP/IP协议的无线局域网技术进行数据交互,并利用EonX空间进行Eon和VC++6.0的通信.通过实...     

基于Unity3D的地铁三维虚拟漫游设计

随着虚拟现实技术的飞速发展,如何利用计算机展示现实场景的三维漫游效果,已成为当下研究的热点.以Unity3D为平台,利用3DMax软件进行场景建模,结合Unity3D自身强大的界面交互技术,完成整个南昌地铁一号线虚拟漫游系统的开发.最后通过地面站点全景的外链衔接,实现了地铁站内三维模型场景与地铁站外全景的一体化漫游功能.实践研究结果表明,整个虚拟漫游系统能够给用户带来直观的地铁漫游体验.     

基于VRML的三维虚拟仿真场景的构建

建立以人为中心的和谐的人-机环境是开发仿真系统的关键之一，而虚拟现实技术是实现仿真和人-机交互的有利工具。为了使用户产生相当的融人感和身临其境的感觉，需要充分利用虚拟现实技术，建立三维虚拟仿真场景，拓宽人-机交流渠道。本文根据作者研究开发的基于虚拟现实建模语言VRML的三维虚拟仿真场景系统，详细阐述了利用VRML构建具有动态性和交互性的三维虚拟仿真场景的设计要点和关键技术。     

智能三维虚拟试衣模特仿真系统设计*

针对服装物理仿真通常计算量庞大、在低端硬件平台或交互式环境进行高质量模拟的挑战,将人工生命思想引入服装纹理生成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特仿真系统。通过在三维空间中构建与真实人体类似的三维虚拟模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能,这样不但便于根据着装场合自由切换服装纹理,而且可以让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装效果为了使三维试衣系统更为智能化,还建立了服装搭配合适度智能评价系统。     

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。     

在线三维计算机组网虚拟实验室的研究与实现

为解决目前虚拟实验室在人机交互、场景沉浸、数据存储等方面存在的不足,提出采用Virtools技术结合3dsMax、Oracle数据库等构建在线三维虚拟实验室系统.以计算机组网实验为例,深入分析了该系统的体系架构及组成模块,并重点介绍了其中主要功能的设计实现方法和动态数据处理的过程.实践结果表明,该虚拟实验室具有交互性强、沉浸性好、数据共享度高、方便易用等特点.系统的投入使用不仅为本科教育提供了一个有效的仿真实验环境,同时也为现代化远程教育提供了一个可行的实验平台.     

基于虚拟现实技术的钻井仿真系统设计

针对基于三维动画和OpenGL技术的钻井仿真系统存在画面沉浸感不强、交互性差等不足,开发了基于虚拟现实技术钻井仿真系统。在对钻井过程进行数学建模的基础上,设计了模型计算软件,该软件逼真地再现了钻井现场参数的变化情况。利用3D MAX建模软件构建了复杂的钻井设备模型,并在Virtools平台下利用行为模块控制各模型独立的运动,实现了动态的钻井虚拟场景。该场景在硬件平台的配合下,能够逼真地再现钻进、起下钻、接单根、上扣、卸扣等几十种钻井工艺流程。该系统的实现为油田安全作业的培训提供了一条新的途径,具有一定推广价值。