3D虚拟摄像机视角调节的研究

3D应用已经成为趋势,各种3D技术得到广泛的应用,许多3D应用都用到了3D虚拟摄像机.文中主要对3D虚拟摄像机进行了研究,通过调节3D摄像机来调节3D场景的渲染视角,这里主要研究的是通过3D摄像机的平移和旋转来调节渲染视角.由于对于不同的场景,场景的大小不同,场景中3D摄像机的位置和状态也不同,所以需要一种方法,能够对于用户的同一操作,根据不同场景,计算出相应的变换参数来操作3D摄像机.文中找到了一种调节3D摄像机的方法,该方法主要利用变换矩阵和几何关系来计算相应的变换参数,能够根据用户的操作自动计算相应参数来改变3D场景中虚拟摄像机的位置和状态,对3D摄像机进行调节,从而改变渲染视角,使交互更加方便.     

“轻松瘦身”的渲染插件MicroWave

Evason3c是著名的LightWave插件开发商。其独有的投影渲染(Prcjective Rendering)技术基于一种先进的相机类型．可以把用户定义的多边形对象渲染成为UV纹理贴图。在此技术基础上开发的LightWave插件MicroWave．则可以看作虚拟3D扫描仪．它可以“扫描”场景中的任何物体．将其渲染为纹理贴图。     

3D场景渲染的视觉显著性驱动间接光照复用算法

为提高路径追踪渲染3D场景的速度,提出3D场景渲染的视觉显著性驱动间接光照复用算法。首先,根据视觉感知中感兴趣区域显著性高、其他区域显著性低的特点得到场景画面的2D显著性图,该显著性图由图像的颜色信息、边缘信息、深度信息以及运动信息构成。然后,重新渲染高显著性区域的间接光照,而低显著性区域则在满足一定条件的情况下复用上一帧的间接光照,达到加速渲染的目的。实验结果表明：该算法生成画面的全局光照效果真实,在多个实验场景下的渲染速度均有提升,速度最高能达到高质量渲染的5.89倍。     

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...     

利用OSG三维图形渲染引擎实现的骨骼动画

动态实体模型是虚拟场景的重要组成部分,骨骼动画是表达虚拟场景中动态实体行为的主要技术。提出了一种虚拟场景中三维模型骨骼动画渲染的策略,即采用第三方软件建立三维动画模型,基于Cal3D动画控制机制,使用OSG三维图形渲染引擎对虚拟场景中运动的三维模型进行模拟。在VisForest软件的基础上,集成了骨骼动画渲染方法,解决了动物在虚拟地表上“踏空”的问题,扩展了动态实体在虚拟环境中的行为模拟。以梅花鹿和大象为例,逼真地模拟了动物在虚拟环境中的奔跑和行走的过程,模拟过程中动作衔接比较自然。     

融合Unity3D和混合现实的虚拟场馆IDS

研究融合Unity3D和混合现实的虚拟场馆交互展示仿真方法,实现虚拟场馆的交互展示,提升用户交互体验效果。上述方法利用基础层为交互展示提供硬件设备;数据层通过调用硬件设备采集虚拟场馆数据;业务逻辑层中利用混合现实技术的KinectFusion算法,结合采集的数据,建立虚拟场馆三维模型,Unity3D软件内导入模型,依据模型信息设计基于寻路算法的交互方式,自动搜索交互展示路径,避免发生碰撞;应用层通过移动与旋转等操作,为用户提供场景切换与漫游等功能。仿真结果证明：上述方法可有效建立虚拟场馆三维模型,实现虚拟场馆的交互展示,为用户提供身临其境的交互体验;上述方法可有效搜索交互展示路径,精准避开障碍物。     

网络环境中虚拟树木的建模和实时渲染研究

在网络环境中虚拟树木表现技术上,如何达到网络传输的实时性和视觉效果的平衡一直是国内外学者研究的热点.论文摹于Java3D技术,提出了一种web环境下虚拟树木的实时建模和渲染方法.该方法以树木特性为依据设计了虚拟树木场景结构以及基于web的虚拟树木建模算法.在树木场景创建以及渲染过程中采用多种优化技术如面片建模、LOD方法等既保证视觉效果又有效减少场景面片数以加速场景的漫游显示速率.经过测试,构建的基于Web的虚拟树木场景不但具有较强的真实感及良好的交互性,而且满足网络实时传输的要求.     

3DSMAX建模技术分析

3D建模技术使现实中的物体在计算机上得以实现,开发出虚拟现实产品,使虚拟场景更加接近现实化.本文主要针对3D建模中几种比较常见的建模方式进行介绍,并对曲面建模、参数化建模和多边形建模进行简要分析. 3DSMAX常用建模方式 逆向建模 逆向建模是一种不同的建模思路,是根据已有的实体模型,扫描其数据,然后在3D环境中重新生成多边形或者三角面的数字模型.     

基于游戏引擎的三维虚拟漫游系统实现

三维虚拟环境漫游是虚拟现实技术应用的基本方向之一,具有重要的研究意义与应用价值。基于成熟的游戏引擎技术,提出一个具有较强通用性和可扩展性的三维虚拟漫游系统开发框架,并从3D场景快速构建、3D场景实时绘制、高级视觉特效生成和基于物理的场景模拟等四个方面详细介绍了该框架的关键技术实现。通过对系统原型的测试表明,采用该开发框架所构建的三维虚拟漫游系统可在一般的普通主流PC机上达到较好的性能和表现效果。     

一种场景内容分布的交互式渲染系统

近年来,三维虚拟场景的规模和复杂程度不断提高,受到硬件的限制,一些应用 中的超大规模场景(如建筑群,城市等)很难在单机上进行渲染或满足可交互的需求。针对该问 题,提出了一种分布式渲染框架,将大规模场景在内容上进行划分,得到单一节点可渲染的子 场景。这些子场景被分布到集群中不同的渲染节点进行处理,其渲染结果根据深度信息进行合 成得到整个场景的最终渲染结果。为了降低交互响应时间,需对子场景的渲染结果进行压缩传 输。实验充分验证了提出的分布式渲染系统能够高效处理超大规模场景的渲染和交互,并且具 有良好的可扩展性,能够满足很多领域中对大规模场景交互式渲染的需求。     

基于AutoCAD和3DSMAX的虚拟校园三维场景构建研究

当前的虚拟校园三维场景构建方法是利用osgEarth获取GoogleEarth数据,构建虚拟校园三维地图,然后依据本地地形信息与三维场景模型完成对虚拟校园的三维场景构建;该方法在三维场景构建过程中没有考虑到校园后续建设发展,只凭现在所需进行三维场景构建,导致虚拟校园三维场景杂乱,存在虚拟校园三维场景构建顾虑不周的问题;为此,提出一种基于AutoCAD和3DSMAX的虚拟校园三维场景构建方法;该方法首先利用Kinect的RGB深度摄像头获取校园平面数据、影像数据和贴图资料,采用相机阵列合成算法对所得校园图像进行特征提取,然后依据非局部均值滤波方法对获取的校园图像进行去噪操作,最后利用边缘方向和梯度表示中的结构方向与强度,对校园图像外轮廓的纹理特征进行收敛,依据外轮廓纹理特征收敛实现校园图像内轮廓的准确定位,将校园图像与虚拟校园三维场景构建所需图像进行匹配,由此完成对虚拟校园三维场景的构建;实验结果证明,所提方法是虚拟校园三维场景构建领域革命性的突破,提高了学校的招生率,增加了校园文化历史的展现机会,为该领域的研究发展提供了有效依据。     

基于Web3D的虚拟场景漫游的设计与实现

介绍了Java3D与VR相结合的Web3D应用;采用了三层式的Client/Server结构和分布计算模型设计系统体系结构,提出了在Java3D中获取场景对象实例的方法,给出了在Java3D场景中实现虚拟场景中漫游的方法。采用Java3D实现与用户交互虚拟三维场景,并给出了部分实现细节。     

基于X3D构建高效的虚拟场景

随着国民经济和计算机软硬件技术的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,虚拟现实技术开始广泛用于社会的各个领域。X3D也已经被定义为可交互操作、可扩展、跨平台的网络3D内容的国际通用标准。真实感、实时性和交互性是虚拟环境的重要特性,结合现有的虚拟现实技术对基于X3D的虚拟场景之开发原理及其开发技术进行了研究,通过实例阐述了虚拟现实应用开发的基本手段和过程,并进一步分析了优化应用的方法,对加快浏览虚拟场景、提高虚拟场景信息的展示效果进行了探索。     

基于Web3D的虚拟场景漫游的设计与实现

介绍了Java3D与VR相结合的Web3D应用；采用了三层式的Client／Server结构和分布计算模型设计系统体系结构，提出了在Java3D中获取场景对象实例的方法，给出了在Java3D场景中实现虚拟场景中漫游的方法。采用Java3D实现与用户交互虚拟三维场景，并给出了部分实现细节。     

相似变换下的模板图像自动匹配技术

基于Fourier-Mellin变换的相似不变性,论文给出了一种相似变换(即模板图像和场景图像之间存在平移、旋转和尺度缩放)下的模板匹配方法。主要工作包括:第一,给出了一种模板匹配度量准则。该准则可对每次的匹配结果直接做出判断,无需进行穷尽搜索;第二,对搜索策略、搜索步长等问题给出了优化建议。大量实验结果验证了该方法的可行性和鲁棒性。     

基于三维地球场景的干扰条件雷达探测范围可视化方法

雷达探测范围的三维可视化是现代战场电磁态势显示的关键组成部分。以电子对抗情况中雷达探测范围模型为基础,深入研究雷达局部坐标与地心直角坐标的转换算法,提出一种基于三维地球场景绘制理想条件与干扰条件下雷达探测范围的可视化方法。研究设计基于理想条件与干扰条件下雷达探测范围可视化数据需求的数据库,并基于三维地球场景平台ArcGlobe,结合OpenGL绘图技术,应用该可视化方法开发海战场电磁态势显示系统。实验结果表明该可视化方法能够高效形象地在三维地球场景下展现理想条件与干扰条件下的雷达探测范围,为指挥员洞察战场态势提供支持。     

无人机飞行视景三维可视化仿真

视景仿真作为无人机飞行模拟的一部分,实现了飞行场景的可视化。针对无人机三维可视化过程中的若干关键技术进行研究,如飞机尾焰生成、真实地形渲染、天空建模、镜头光晕绘制等。最后借助VC++和OpenGL编程工具,在普通PC机上实现了飞行视景的三维可视化,达到了较高的帧频率和逼真的动画效果,满足飞行场景实时显示的要求,具有一定的工程应用价值。     

基于全周多视角的三维重建技术

提出一种基于圆分度台的三维模型拼接技术，其核心是把双目立体测量系统安装在步进电机控制的旋转平台上，旋转拍摄多视角下的场景影像，由所记录的相应角度值，通过坐标变换将不同视角场景模型进行三维拼接．论述了旋转装置的参数标定以及同一视点下不同视角的坐标转换关系．该方法只需一次标定，自动完成测量数据的采集与拼合，非常适合于近景场景下的三维数据采集与重建．实验结果表明,系统具有较高的拼合精度．     

嵌入式三维场景漫游系统的设计与实现

针对移动用户对空间信息可视化及基于位置服务的需求,提出JSR-184规范下与嵌入式软硬件环境相关的三维场景漫游系统框架,设计实现一个原型系统,其中包括场景模型设计、场景树构建、灯光摄影机布置、用户交互实现,采用保留模式和立即模式的集成建模方法及三维空间与二维平面的信息互切换机制。测试结果证明,该三维场景系统可以使移动用户享有与桌面环境下相似的位置信息服务功能。     

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.