基于HDR的延迟光照技术

在研究光照模型的基础上,重点分析了延迟光照技术和高动态范围(HDR)技术,并研究了基于高动态范围技术的延迟光照技术,在延迟光照的后处理阶段引入高动态范围技术,发挥两者的优点,基于GPU实现了加速绘制。实验证明,使用基于高动态范围技术的延迟光照技术,表现的场景更加真实,细节表现更加丰富。在延迟光照中,使用高动态范围技术,虽然降低了绘制速度,但仍然达到了25FP/s。     

基于Virtools的虚拟商场漫游系统的设计与实现

介绍了3DS Max结合Virtools开发工具的虚拟现实设计方法及整个三维虚拟商场的制作流程,采用3DS Max构建3D模型,制作3D动画,在模型构建中,采用层次细节技术和纹理贴图技术相结合的方式,在节省创作时间的基础上,提高了场景的实时渲染速度。在场景的交互设计中,本系统利用碰撞检测技术来保证系统漫游的真实感,最终实现了具有沉浸感、现实感、交互感的商场漫游系统。     

建筑设计虚拟现实技术

目的 将虚拟现实技术应用在建筑设计中，实现建筑场景的虚拟现实设计．方法 通过分析比较建筑虚拟现实设计软件的特点．研究虚拟场景光线处理和建筑场景建模算法。构造虚拟场景模型．结果 将虚拟场景模型软件导入到建筑视景中，引入二维纹理贴图。增强了模型的真实性．结论 虚拟现实技术的方法提高了实时漫游速度．研究了二维和三维空间切换方法。使生成的建筑漫游场景立体感强。具有良好的交互性、实时性．     

免标定扩充现实技术在土木工程可视化中的应用

扩充现实（Augmented Reality）使观察者能够同时看到真实世界以及扩充了真实世界的、来自于计算机模型的信息，从而具有更丰富的信息空间，与传统虚拟现实相比，它具有更强的真实性，大大提高了可视化效率。提出了基于透视的AR技术在土木工程可视化中的应用，论证了基于透视表示的AR方法及其对大坝工程的应用。结果表明AR技术可以广泛应用于大型水利工程建设的仿真、城镇与环境规划、虚拟漫游系统、环境评价等。     

Eon Studio在三维服装展示中的应用

虚拟现实是利用计算机技术实现与用户实时交互的一种3D模拟环境,它生成的场景文件真实感强,适合网络传输.Eon Studio是优秀的虚拟现实开发系统之一:利用Eon Studio以及多种工具的协调使用,将虚拟现实技术应用到三维服装展示中,模型简洁,模拟效率高,适用于网上虚拟试衣.     

基于环境遮挡掩码的物理正确柔和阴影绘制算法

针对物理正确的柔和阴影绘制问题,提出一种使用环境遮挡掩码来实现面光源可见性计算的方法。在绘制前,预先创建一个环境遮挡掩码立方图。在绘制过程中,利用环境遮挡掩码立方图来计算所有与可见性测试四棱锥相交的三角形面片的环境遮挡掩码,并对它们作"与"运算,再通过遮挡距离测试操作即可求出哪些光源采样光线不受遮挡。与蒙特卡洛积分光照计算方法相比,本文方法不但能绘制出物理正确的柔和阴影,而且避免了大量的阴影光线求交测试操作,提高了绘制方程的求解效率。     

基于视景仿真的光电经纬仪模拟训练器

研究了一种用于光电经纬仪模拟训练的三维可视化视景仿真系统的实现方法,介绍了模拟训练系统的组成及虚拟环境中视景表示与生成方法。采用Visual C++和OpenGL编程技术实现目标飞行场景立体仿真、飞行轨迹实时显示。运用OpenGL函数库研究了目标跟踪场景仿真模型的建模方法、特殊效果产生技术、模型的数据驱动及视点变化技术。在实现目标三维飞行场景实时显示的同时进行人机交互控制,最终可从任意距离和各个不同角度实现飞行器飞行、操作手模拟跟踪的视景仿真。     

基于虚拟现实技术的电机的虚拟运行

介绍和分析了虚拟现实技术,提出了基于3DS MAX和VRML的产品网上三维虚拟的展示方法.以典型的三相绕线式异步电动机为对象,基于面向对象的方法来描述其基本结构、主要部件的几何特征、运动特性和功能特点,运用3DS MAX对其进行三维建模、建立其虚拟展示的场景模型,并结合VRML的虚拟交互技术和外部编程接口技术EAI对已建立起来的电动机虚拟场景进行交互式虚拟操作.在此基础上,构建了基于VRML的电动机运行状态模拟的网上展示系统,使得用户可基于Web的互动方式远程、透明地访问、浏览、观看和了解该设备不同视觉角度的三维结构、动画演示、主要特征等.     

稀疏采集集成成像系统

针对集成成像系统采用3DS MAX虚拟采集立体元图像(EI)阵列需要摆放大规模摄像机阵列难以应用到实际这个问题,建立了稀疏采集的集成成像系统.为了提高视差计算的准确率,提出采用颜色分割和积分投影的方法求取相邻图片每个颜色物体的视差平均值作为最终视差值.首先,在3DS MAX里建立虚拟场景和微透镜阵列模型.根据立体元图像(EI)和子图像(SI)之间的映射关系,采用通过先采集子图像再求取立体元图像的方法达到稀疏采集.对于渲染得到的图像采用基于颜色的图像分割法和积分投影法求取相邻图像中不同颜色物体的视差平均值,然后采用固定大小的矩形窗按照视差平均值平移截取渲染图像得到子图像.最后将子图像按顺序拼接,映射求取立体元图像用于立体显示.实验结果表明:原本需要59×41台摄像机才能拍摄得到的EI图像阵列仅需12×12台摄像机拍摄就可以得到,且立体显示效果明显.视差计算的误差率在水平方向和垂直方向均为0.433%,明显优于视差误差率为2.597%和4.762%的其它方法.文中方法更准确的实现方便快捷的集成成像稀疏采集系统,可用于大屏幕立体显示的EI内容采集.     

基于Mantis的灯光视景仿真的设计与开发

灯光助降系统是辅助飞机夜间着降过程中必不可少的设备.设计和开发了基于Mantis的灯光助降视景仿真系统,系统采用高效能的Mantis软件作为图形生成器,利用通用图像生成接口协议对场景中的灯光进行控制.该系统已用于某型飞机的虚拟仿真训练系统的夜航训练过程,并且已用于舰船灯具设计的辅助设计过程中,取得了较好的效果.     

基于小波变换的虚拟现实场景中的图像处理

提出一种基于小波分析理论的虚拟现实场景中的图像处理方法 ,旨在对用于景物表面的纹理贴图或背景图像进行小波分解 ,在量化编码中以视点与图像的距离作为度量 ,选取一系列不同的阈值对图像进行压缩处理 ,从而得到一系列不同质量的图像 ,然后在虚拟现实场景中根据视点与景物的距离调用不同级的图像文件 .此方法对于降低系统负荷 ,提高图像的实时显示速度有一定的价值     

A modeling method for virtual scene based on multi-view image sequence

Through the analysis and comparison of shortcomings and advantages of existing technologies on object modeling in 3D applications,we propose a new modeling method for virtual scene based on multi-view image sequence to model irregular objects efficiently in 3D application.In 3D scene,this method can get better visual effect by tracking the viewer’s real-time perspective position and projecting the photos from different perspectives dynamically.The philosophy of design,the steps of development and some other relevant topics are discussed in details,and the validity of the algorithm is analyzed.The results demonstrate that this method represents more superiority on simulating irregular objects by applying it to the modeling of virtual museum.     

Skyline在数字矿山中的应用研究

矿山的三维建模及虚拟场景搭建是数字矿山的基础.Skyline Terrasuite平台为矿山三维建模及虚拟场景的实现提供了实用的手段和方法.通过对相关建模技术和方法进行研究,分析矿山各类实体的特征并对其分类,充分结合矿山区域高分辨率影像、大比例尺地形图和实地拍摄的照片等构建实体模型,在Skyline Terrasuite中完成矿山三维场景的虚拟仿真.本文在矿山现有数据的基础上,研究了地面建筑和地下巷道等主要物体的建模方法.实验结果表明,三维矿山实现动态的、逼真的模型表达,为数字矿山的建设提供了一种有效的方法.     

基于OpenGL的LED灯光情景仿真研究与实现

针对LED灯光情景仿真系统缺少的问题,对基于OpenGL技术的LED灯光情景仿真系统进行了研究.先在计算机上模拟各种灯光变化所组成的情景,然后下载并实现.采用VC 嵌入OpenGL库对整个过程进行仿真,使改变LED灯光情景非常容易.仿真系统对情景效果进行了很好的仿真,方便了用户改变LED灯群情景变化的操作.     

Method to generate training samples for neural network used in target recognition

Training neural network to recognize targets needs a lot of samples.People usually get these samples in a non-systematic way,which can miss or overemphasize some target information.To improve this situation,a new method based on virtual model and invariant moments was proposed to generate training samples.The method was composed of the following steps:use computer and simulation software to build target object’s virtual model and then simulate the environment,light condition,camera parameter,etc.;rotate the model by spin and nutation of inclination to get the image sequence by virtual camera;preprocess each image and transfer them into binary image;calculate the invariant moments for each image and get a vectors’ sequence.The vectors’ sequence which was proved to be complete became the training samples together with the target outputs.The simulated results showed that the proposed method could be used to recognize the real targets and improve the accuracy of target recognition effectively when the sampling interval was short enough and the circumstance simulation was close enough.     

基于VR的滑雪姿态训练模拟器设计

滑雪运动是受欢迎的冬季运动项目,为实现初学者的快速入门和对滑雪过程的模拟,设计了一种基于VR的室内滑雪姿态训练模拟器,训练器包括虚拟模拟系统、运动训练系统和安全防护系统三部分, VR虛拟模拟系统能够模拟滑雪训练场景、增加滑雪运动真实感;运动训练系统包含多种机构,能够最大限度模拟滑雪运动姿态;安全防护系统能够对使用者起到保护作用;训练器结合VR技术可实现真实滑雪场景体验下多维度滑雪运动姿态的模拟,让滑雪者在模拟运动时有身临其境的真实体感,显著提升了体验者模拟滑雪的实景感受。     

基于BP神经网络的虚拟手术实时仿真技术研究

在人体腿部的虚拟仿真研究中，建立有限元模型并进行生物力学特性分析是一种有效的方法．但由于有限元模型数据量大，解算时间长，并且难以与既有系统融合，因此不适合在实时的手术培训和手术预演中应用．为了提高虚拟手术仿真系统进行实际作业的能力，笔者提出了以BP神经网络模型来代替有限元模型，实现实时的生物力学响应．并结合已有的医疗机器人辅助接骨虚拟现实仿真手术系统，构建了系统实验平台．实验结果证明，人体腿部的BP神经网络模型能够完全满足手术仿真所需的实时性要求．     

免校正扩充现实技术在水利工程建设中的应用

扩充现实技术使观察者能够同时看到真实世界以及扩充了真实世界的、来自于计算机模型的信息。首次提出了扩充现实技术在水利工程中的应用,讨论了基于仿射不变量的扩充现实及它的研究方法和应用背景,实现了虚拟物体与现实图像的融合。     

动态3D虚拟场景并行化光线跟踪加速结构设计

为提高光线与虚拟场景几何面片求交的计算效率,提出一种基于混合模式的空间加速结构。该方法改进传统的层次包围盒,把细分层次包围盒与空间均匀网格划分相结合,实现了可并行的混合空间加速设计。此外,把帧间可重用的数据抽取至数据缓存,建立多几何群组的加速结构共享,实现了光线跟踪算法的并行优化。实验证明,该混合加速结构能有效加快光线跟踪的光线场景求交判断速度,快速实现光线跟踪并行化计算。     

基于 MSP430单片机的智能照明控制系统的设计

为了解决生活中“长明灯”的浪费现象,设计了低功耗、低成本的智能照明系统。采用单片机MSP430 F149为主控制器,以热释电红外传感器来探测室内是否有人,并根据光照度传感器探测的环境亮度,来实时调节和控制室内LED的照明情况,最终达到智能照明以及节能的效果。