基于Creator的分块技术研究与实现

三维地形建模涉及到庞大的地形数据和纹理数据,如何将其快速调用显示一直是虚拟漫游系统的关键问题。文章研究了三维地形建模的分块地形和分块纹理技术,在Muhigen Creator中采用分块地形和纹理技术建立三维地形,给出分块纹理映射到分块地形上的方法,最后测试了三维地形在Vega中的载入速度和显示帧速率。测试结果表明,通过分块技术的应用,三维地形模型数据读取速度快,仿真效果真实流畅,有效提高了三维地形的栽入速度和实时显示帧速率。     

三维仿真场景构建及漫游系统实现

采用视景仿真工具MultiGen Creator和Vega设计并开发了以武汉理工大学为原型的虚拟校园三维仿真漫游系统。三维仿真漫游系统的视觉效果及运动速度与虚拟校园三维场景构建中的多种关键技术相关,在建模中采用了纹理映射技术、LOD技术、布告板技术、减少多边形数量等等相关技术,在实时驱动漫游的过程中,采取了多种人机交互方式以及碰撞检测等等,由此最终实现了三维仿真漫游系统。     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

真实体表模型上BSPM仿真数据的可视化

虚拟心脏模型LFX采用具有真实几何形状的三维心脏、躯体模型进行仿真研究，但仿真输出结果基本上以二维的形式给出．针对这一问题，提出了一种顶点投影映射算法，将LFx虚拟心脏模型的关键仿真数据之一的体表电位(BSPM)从真实几何形状的躯干模型映射到真实人体体表模型，并在4DView三维医学图像实时可视化平台系统上对映射前后的BSPM仿真数据进行了三维可视化，从而将LFX虚拟心脏模型的BSPM仿真数据的输出从二维拓展到了三维、从真实几何形状的体表模型拓展到了真实体表模型．映射前后BSPM仿真数据的可视化结果表明，LFX虚拟心脏模型具有更为直观有效的仿真特性．     

虚拟超大纹理的设计与实现

随着民用和军用的仿真系统和C&C系统的发展,在很多情况下,实时渲染的地形都需要使用巨量图像数据作为纹理。但是这类图像数据量巨大,无法全部载入显存,甚至无法全部载入内存。提出一种基于多分辨率纹理和视点相关的缓存和映射策略的超大虚拟纹理技术来解决这个问题。在缓存调度过程中,该算法充分利用了硬件的传输能力来节约带宽,用户可以像使用普通OpenGL纹理一样使用该超大虚拟纹理,虚拟纹理对于他们完全是透明的。该算法使用的纹理数据的大小仅受到硬件容量和浮点数精度的限制,并且运行效率与使用普通纹理相差不大。     

基于Multigen Creator场景模型的建立

为了建立高质量场景模型,介绍了使用Creator软件构建的过程和方法.对场景的地形构造、纹理映射、LOD技术、实例调用等建模技术细节进行了深入探讨.提出了纹理制作、道路建模和DOF节点使用过程中存在的问题与相应的解决方法.最后,为提高场景模型在仿真运行中的实时效率,提出了场景数据的优化显示技术和场景模型简化方法.     

虚拟现实(VR)技术在虚拟城市中的应用

由于城市规划的延续性与超前性较高,所以虚拟城市技术是一个可行的方法,而实时三维技术是影响最终沉浸程度的核心问题。通过对一个大学新校区的虚拟规划过程的实现,说明了虚拟规划的一般过程和解决手段,并对实时三维技术中的数据加工问题提出了纹理映射技术的改进方法。纹理映射技术的使用将极大降低场景的复杂性,实现逼真度和运算速度的平衡。     

基于SketchUp构建虚拟景观的方法研究

SketchUp软件简便易学,可迅速构建、显示、编辑三维模型,避免了其他三维设计软件的复杂性,且生成的模型简洁、精细,因此基于SketchUp软件,研究快速、高效、低成本地构建虚拟景观的方法,提出几何建模的技术方案,对几何建模和纹理映射的方法进行详尽地分析并重点介绍它们实现的方法,为减少三维模型数据量提出一些模型优化处理的相关方法,以北京建筑工程学院虚拟校园建设为实例,验证方法切实可行.     

基于VRML标准的大场景三维地形数据浏览系统

三维地形虚拟场景的网络浏览是近几年分布式虚拟现实技术、地理信息库技术和数字地球技术等研究重点.论述了基于VRML的LOD技术与大场景分割调度技术的三维地形虚拟场景浏览系统的设计与实现方案,并针对10241024DEM数据开发了基于Web的三维地形浏览实验系统.     

虚拟现实技术在露天矿生态重建仿真中的应用

介绍了用虚拟现实技术开发露开矿生态重建视景仿真系统的几项关键技术。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5重建仿真模型；采用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，对三维地质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；分析了在实时仿真系统中显示露天矿三维动态全景图、根据视点需求实时驱动虚拟场景动态变化及漫游的几种方法，用Vega软件实现了露天矿三维动态全景图的显示与实时驱动；采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；提出一种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。     

基于VEGA PRIME激光制导导弹三维视景仿真设计

三维视景仿真依据仿真目的,可实时再现导弹攻击目标的全过程,为激光制导武器半实物仿真的飞行仿真、航迹规划等提供了直观的分析手段。通过Vega prime和Creator建立了导弹攻击目标的三维视景仿真系统中所需的三维实体模型、地形模型、天空、海面、雪地和碰撞等特殊效果并对其进行优化处理。依据导弹弹道解算模型实时解算导弹弹道参数,通过人机交互界面实时显示导弹飞行的位置和姿态,实现了导弹攻击目标的可视化仿真。     

Vega Prime环境下的古建筑虚拟现实系统

针对古建筑数字化保护问题,提出基于Multigen系列产品,即Creator建模平台和Vega Prime视景仿真渲染软件环境,建立古建筑群的三维虚拟现实系统,结合五祖寺古建筑群仿真实例,实现了三维重现、漫游浏览、数据查询、分析比较等功能,探讨了系统建立中的若干技术问题.     

一种面向虚拟环境的真实感地形生成算法

给出了一种面向虚拟环境的地形生成算法模型．引入Perlin噪声作为地形高度生成器的基本模型,通过控制噪声的幅度和频率以及噪声叠加,可以生成形态各异的地形．在渲染过程中,使用了3D纹理映射技术,可以模拟随海拔高度而各异的生态景象．给出了一种地形描述脚本语言,能够以数据驱动的方式快速而方便地生成地形．实践证明,用该算法模型在普通PC平台上能够生成真实感较强的地形,并能方便地应用到虚拟现实系统中,满足实时模拟的需要．     

基于GL Studio的建模及其在视景仿真中的应用*

从仿真建模到软件模块的实现,较全面地介绍了一种专用虚拟仪表制作软件—GL Studio,以无人机座舱为例,详细说明了GL Studio的开发环境、建模方法及代码实现技术.在此基础上,阐述了GL Studio与Vega Prime的结合以及通信实现问题.该软件在无人机半物理仿真试验中得到了很好的应用,满足了系统对实时性和流畅性的要求.     

三维人脸纹理改善及其在模型匹配中的应用

为改善三维人脸库的颜色纹理,基于纹理映射技术,提出了一种改善方法．使用统计学中曲线拟合与线性回归的方法,根据扫描仪获取的三维人脸库颜色纹理空间,拟合、逼近真实纹理空间,进而得到改善的颜色纹理空间,建立了三维人脸库颜色纹理空间到改善的纹理空间之间的映射关系．根据该映射关系改善了三维人脸库颜色纹理,缩小了其与真实纹理之间的差异．实验结果证明,用该方法改善后的纹理与真实纹理的差明显小于扫描得到的纹理与真实纹理之间的差;在模型匹配过程中使用改善后的纹理,可提高模型匹配速度,缩短匹配时间．     

使用Vega传感器模块进行红外图像仿真

针对红外图像获取耗时长,费用高的特点,提出利用Vega传感器模块建立红外成像仿真的方法.该方法首先使用Creator软件建立带纹理的三维模型,然后使用TMM和MOSART工具分别对红外纹理和大气环境进行建模,最后使用Vega传感器模块进行红外图像仿真.实验结果显示建模效果较好,成本低,易于工程实践.     

水下射弹超空泡可视化研究

针对水下高速射弹超空泡模型的特点进行了分析与研究,采用椭圆拟合原理构建了简化的空泡模型,利用OpenGL编程技术完成了实时数据驱动的超空泡模型,并创建了相关三维实体模型,在Vega Prime仿真环境下创建了水下环境,实现了水下超高速射弹道空泡可视化仿真系统.在实际数据的驱动下,该视景仿真系统有效再现了射弹超空泡生灭的过程.