虚拟场景生成中的LOD技术

虚拟现实中场景的生成对实时性要求很高。LOD技术是一种有效的图形生成加速方法。本文主要介绍了LOD技术的研究内容、LOD模型的生成算法以及LOD模型在虚拟场景生成中的选择。最后。对LOD技术未来的研究方向作了展望。     

基于真实感的虚拟现实关键技术研究

为了兼顾虚拟现实仿真应用中的真实感和实时性,以便营造流畅且高逼真的模拟环境,对真实感实时绘制关键技术进行具体研究。选取多细节层次模型(LOD)作为研究对象,并采用三角形网格简化模型对地形生成算法进行处理,提高了渲染速度。此外,采用基于三维透视投影的可视化策略对LOD选择机制进行设计,增强了场景的真实感。使用Visual C++开发语言和OpenGL开发工具对设计的LOD模型进行实现。模拟结果显示,提出的方法绘制效率较好,能够达到比较理想的场景仿真效果。     

有关数字博物馆资源共享问题的探讨

数字博物馆丰富的资源涉及到各种不同的领域,其异构性、多样性、复杂性增加了数字博物馆资源共享的难度。在对数字博物馆资源共享所涉及到的相关技术进行探讨的基础上,提出了一种应用于数字博物馆资源共享的混合云应用模式。     

一种大规模地形简化的算法

在地形可视化领域,实时绘制复杂地形场景的最有效工具是LOD技术。结合四叉树数据结构与不规则三角网数据结构的优点,提出一种混合数据结构的地形简化算法。算法通过使用不同的误差阈值,实现了视点相关的地形简化。同时通过有效的误差控制原则,解决了不规则三角网分块之间的拼接问题,消除了地形裂缝。实验结果证明了算法能高效地生成地形的连续多分辨率模型,实现地形场景的平滑绘制。     

基于数字孪生的白酒酿造装备可视化管控系统设计

为解决当前白酒企业在酿造装备管控过程中存在的管理方式落后、可视化程度低和实时性差等问题,文中提出将数字孪生概念应用于白酒酿造装备管控领域,并设计一种基于数字孪生的白酒酿造装备可视化管控系统。该系统以数字孪生概念为指导,由数字孪生酿造车间可视化和数字孪生酿造装备管控系统两部分构成,以实现白酒酿造装备可视化管控。使用Vue.js完成系统客户端界面功能开发,利用JavaScript脚本语言实现客户端功能逻辑交互,通过3ds MAX构建三维模型并结合Three.js引擎加载三维模型实时渲染酿造车间虚拟场景,实现数字孪生酿造车间可视化;运用数据驱动数字孪生酿造装备管控系统中的设备预警等功能模块进行实时数据交互,并对设备状态进行反馈,从而达到酿造装备实时管控的目的。实际运行测试结果表明,所提出的系统能够提高可视化实时管控程度,降低设备管理人员的人工成本,提高管理效率。     

增强现实应用中的三维场景模型优化处理技术研究

针对增强现实应用中的复杂三维场景实时渲染问题,提出一种结合GPU加速的连续多细节层次(Levels of Detail,LOD)模型优化方法,以便提供更加流畅的用户感官体验。该方法采用并行局部处理架构,每个网格区域的生成均不依赖于已存在的其他网格,因此三维场景生成不使用任何层次结构,十分适合基于GPU的LOD处理,并且具有高度可扩展性。测试结果表明,相比其他模型优化方法,所提优化方法在流畅度方面表现出更好的性能,有效增加了场景模型的实时性。     

离线三维数字城市系统的研究与应用

在没有互联网的条件下,三维数字城市系统无法便捷地在本地运行,无法满足用户需要实时显示和交互的要求。文中对OSGEarth三维地球引擎技术、离线三维数据库技术和地理数据组织管理进行研究,采用LOD与分页、四叉树动态调度等技术对离线数据进行无缝集成,采用Qt平台,构建离线三维数字城市系统,实现在离线状态下大规模三维场景实时漫游、空间数据交互和系统的移植。通过实验证明了三维数据显示的完整性和空间信息访问的高效性,较好地解决了三维数字城市离线状态下,数据的组织、集成、优化和高效访问等问题,为离线三维GIS方面的研究提供了一种新的技术。     

计算机在电子学方面的应用

TP39 00021713虚拟场景中自然景物的真实感与实时性的研究/胡泊,吴慧中(南京理工大学计算机系)11系统工程与电子技术.一1999,21(7)一9一10,13从真实感与实时比两个方面着手,深入研究了虚拟场景中云彩、树木等自然景物的建模及其生成算法.提出了一种基于迭代函数系统IFS与颜色溶合的云彩模型及实时生成算法.还采用分枝与高度抽象外形的方法,对树木构造了模型,并提出了实时生成算法.目前,上述两种模型及其算法已采用VC 语言与Open GL库函数编程,在Intel 300微机平台上得以实现,其实时性和真实感效果均较好,参4(许)36一39由于小卫星对星…     

四阵元GNSS抗干扰天线的设计与实现

提出了一种GNSS自适应实时抗干扰天线的设计实现方案。该方案基于Cholesky分解计算最小功率算法的最优权系数,提高了抗干扰处理的实时性,并且中频调零的算法实现简化了数字上下变频模块设计,在数字基带处理中仅采用一片FPGA可以进行所有运算。实际场地测试结果验证了该方案设计天线的抗干扰能力。     

一种新的基于模板匹配的车型识别

为提高当前车型检测在交通场景下的实时性和准确性,提出了一种新的基于模板匹配的车型识别方法。首先,基于车辆区域的显著性设计了非均匀采点,然后采用梯度量化,二进制图像,线性化内存等手段实现模板的并行化匹配,最后通过kmeans聚类产生多层次的车型模板索引,实现快速查表的车型匹配算法。实验表明,该算法能实时高效地实现交通场景下的车型识别。     

数字化三维虚拟演播室系统方案设计

数字化三维虚拟演播室系统将摄像机现场拍摄人物活动图像和三维虚拟物体图像制作进行数字化的实时完美结合.首先介绍了数字化三维虚拟演播室的特点,然后叙述了三维虚拟演播室系统项目需求,最后从设计原则、系统结构设计、系统设备、系统显著特点等方面阐述新余台数字化三维虚拟演播室系统的设计方案.     

虚拟校园系统关键技术研究

虚拟校园是虚拟现实技术在数字化校园中的具体应用。通过虚拟校园,人们可以在计算机上虚拟地游览、规划实际校园的场景。从地物对象几何建模、虚拟环境可视化及系统显示速度优化方面,讨论了虚拟校园三维仿真系统的设计和开发技术。针对不同地物模型的特点,使用了不同的LOD简化算法及纹理映射技术,并研究了场景的可见性优化算法,提高场景漫游速度,并以某校区及其周围的场景,实现了虚拟校园的动态漫游。     

基于本体的虚拟空间模型的研究

虚拟空间模型是由空间对象及其之间的空间关系构成,它为虚拟场景的构建提供了重要的语义信息。然而,由于空间对象和空间关系本身的复杂性,构建的虚拟空间模型通常是不全面的、非具体的。针对这种问题,在充分研究本体以及UML的基础上,提出了利用本体标记虚拟空间对象及对象之间的空间关系,从而构建了虚拟空间本体。论文首先提出虚拟空间中方向关系的计算方法,然后使用UML描述虚拟空间本体的空间结构,并使用OCL描述虚拟空间本体中虚拟对象的约束信息。最后通过一个虚拟办公室的实例,证明了该方法的可行性以及有效性。     

虚拟交通环境中的雨滴仿真

为实现虚拟交通场景中的降雨实时仿真,设计出一种基于OpenGL的降雨仿真模型。现有雨的仿真模型主要关注降雨过程,而在虚拟交通环境中,通常还需要对雨滴在挡风玻璃上的运动进行仿真。利用OpenGL将场景渲染到纹理,运用几何方法计算雨滴粒子并将其映射到网格化的虚拟挡风玻璃平面,采用贴纹理的方法将纹理映射到虚拟挡风玻璃平面,建立了雨滴在挡风玻璃平面的仿真模型。实践表明,该方法的时间开销与场景、光照等因素无关,仅与车辆挡风玻璃上的雨滴数量相关。该方法在普通PC实验平台上渲染场景的帧速率超过25帧／秒,能够成功实现雨滴的实时仿真。     

基于VRML的虚拟实验系统研究

现有虚拟实验普遍存在真实感不强,交互性差的不足,VRML作为虚拟现实描述语言,能够生成三维虚拟场景,使用户与场景实时交互,为虚拟实验的发展带来了新的生机。分析了VRML的实现原理,研究如何利用VRML技术以及Web技术来架构新型的网络虚拟实验系统。在此基础上设计了一种基于VRML的虚拟实验系统,并针对性地实现了一个计算机网络课程虚拟实验系统,证明了这种基于VRML的虚拟实验系统的可实现性。     

空空导弹遥测数据三维实时显示系统设计与实现

根据空空导弹遥测数据处理的发展要求,在此设计一种空空导弹遥测数据三维实时显示系统。该系统主要由三维几何建模与空间坐标系和三维实时显示系统软件组成,在实际应用中成功接收遥测数据,并实时渲染高度逼真的三维虚拟场景,在模拟的三维环境中实时生动地显示载机、导弹和靶机的飞行轨迹、姿态等特征。     

虚拟交通场景编辑平台开发

虚拟交通场景的构建是一项繁琐的工作。在此利用Creator创建基础道路交通场景,并利用Vega虚拟仿真平台,在Visual C^--集成环境下开发了虚拟交通场景编辑系统,用户能够根据自己的需要,自行创建虚拟交通道路、虚拟汽车、交通灯及树木等,利用键盘,可以控制一台虚拟汽车在虚拟交通场景中体验虚拟驾驶过程。     

基于增强现实的动态红外场景仿真系统设计研究

传统的仿真技术会受算法的复杂度、运算能力及接口等的限制。针对这一问题,设计了一种基于增强现实的思想在真实图像上进行实时动态红外场景仿真的系统。首先使用3DS MAX生成虚拟目标模型,再对虚拟目标模型进行几何一致性变换和红外辐射一致性变换,使用SURF-ORB特征匹配对探测器的运动姿态进行跟踪,最终通过光栅渲染使虚拟目标与真实场景进行虚实融合,完成基于增强现实的动态红外场景仿真系统的设计。实验结果显示,该系统能够实现高帧频、高真实性的红外仿真图像,具有较强的可扩展性。     

虚拟场景生成中摄像机机电跟踪的校准

在虚拟场景生成中，虚拟摄像机一般是小孔相机，但是带有机电跟踪系统的真实摄像机与在固定位置的小孔相机的运转是不同的。校准了由于摄像机的机电跟踪系统引起的误差。     

虚拟演播室技术及制作流程综述

虚拟演播室技术的产生，解决了传统演播室节目制作中存在的问题和局限，它具有置景费用低、更换布景方便、便于发挥主创人员创意的特点，特别适合中小型的播报类和访谈类节目。本文介绍了虚拟演播室系统的构成及摄象机跟踪、虚拟场景设计与生成、蓝箱、灯光布光等关键技术；以《民营之道》节目为例，简单介绍虚拟演播室的制作流程；并对虚拟演播室技术的发展进行了展望。