面向对象的实时三维视景仿真系统的实现

视景仿真是计算机仿真研究的一个重点。复杂三维场景的管理是视景仿真中所必须解决的问题。文章提出了一种面向对象的三维场景模型的数据结构,讨论了基于这种数据结构的实时视景仿真系统的实现。     

基于Multigen平台的飞机飞行可视化研究

视景仿真是虚拟现实的重要组成部分。介绍了开发所需要的建模软件Multigen creator和仿真驱动软件vega;并使用Multigen creator建立了三维模型,通过Vega创建了仿真的环境;最后采用Visual＋＋6．0平台,通过网间接收数据,实现了飞机飞行的视景仿真系统。     

外弹道可视化仿真研究与实现

当前对于炮弹外弹道的研究主要以数据处理分析为主,缺乏以动态实时直观的仿真方式对外弹道进行分析和处理。在介绍了外弹道数学模型,分析了各种数值仿真方法的基础上,通过构建基于OpenGL的三维视景仿真环境和基于Matlab的二、三维坐标轴,实现了基于数值仿真实时驱动的弹道可视化仿真平台,借助此平台对炮弹的飞行轨迹、实时运动姿态及落点散布进行了仿真验证和分析,得到了不同风速对炮弹飞行轨迹的影响程度。     

基于Vega Prime的高空飞艇视景仿真设计

针对高空飞艇在飞行控制半物理仿真实验中实时数据可视化的问题,基于虚拟仿真技术,提出了一种高空飞艇视景仿真系统设计方案。建立了高空飞艇三维模型,并使用细节层次等高级建模技术对三维模型数据库进行了优化。提出了通过反射内存网与半物理仿真系统进行实时数据传输的方式,在Vega Prime环境下完成了基于控制台的视景仿真程序开发。在硬件系统支持下,实现了高空飞艇飞行过程仿真场景的立体渲染,仿真效果能够满足半物理仿真实验数据的实时逼真显示要求。     

基于Multigen Creator某飞行器视景仿真模型优化设计

根据飞行视景仿真和某飞行器模型的特点,利用Multigen Creator对导入的三维机械模型进行重新建模和优化。从如何修改模型数据库结构和减少模型复杂度和尺寸等方面入手,对飞行器的视景三维仿真模型的建立和优化方法进行了研究,解决了模型的逼真度和视景仿真的实时渲染速度之间的矛盾,最后对优化前后的模型通过在飞行视景仿真实验中的调用得到对比参数,表明了这种优化策略对提高复杂模型驱动速度、仿真效果和节省计算机资源开销有着很大必要性。     

虚拟海战场中场景生成与实时显示技术研究

虚拟海战场的三维场景生成与实时显示是构成虚拟海战场视景仿真系统的重要部分,包括几何形体建模、纹理映射以及视觉效果处理等内容。以MultiGen Creator为建模平台,通过完成一个仿真模型讨论了解决建模逼真度与仿真实时性矛盾的一些措施;基于Vega仿真软件环境开发了海洋战场中的各种复杂场景特效,解决了非视觉物理量的可视化问题;利用Visual C＋＋开发了视景仿真程序。解决了视景驱动,自动视点切换及仿真记录回放等具体问题。仿真结果表明,该系统较好地满足了视景仿真实时性和逼真度的要求。     

多机空战战法训练飞行视景仿真系统研究

多机空战战法训练设备研制是适应大规模分布式空战仿真训练的必然趋势.分析了战法训练的虚拟现实技术应用及其优势,对多机空战战法训练设备中飞机仿真平台的功能模型、视景流程和帧渲染顺序进行了总体设计.通过三维建模、虚拟场景配置、虚拟场景实时驱动三个步骤对视景系统进行实现,开发出一套适用于多机空战战法训练的飞行视景仿真系统.测试结果表明,所建立的飞行仿真视景系统能够满足飞行战法训练的要求.     

无人机编队飞行视景仿真关键技术研究

针对真实无人机编队飞行实验成本及风险较高的问题,提出一种基于Vega的虚拟验证平台,以克服OpenGL等视景开发工具代码可移植性较差、执行效率较低等缺点。分析无人机编队飞行视景仿真的系统需求,采用Vega的三维模型驱动与MFC灵活控制相结合的方法,研究多机飞行中的协同机制、仿真数据通信、编队飞行的实时控制、显示、记录与回放等编队仿真技术。结果证明,该虚拟验证平台仿真度高、实时性好、可移植性强、数据传输可靠。     

无人机自主飞行三维可视化视景仿真

无人机在飞行过程中会产生大量复杂的数据,正因这些数据不易被理解使得研究人员不能直接对无人机的飞行过程做出判断分析。据此,将无人机自主飞行和三维可视化技术结合起来研究,基于三维建模工具MultiGen Creator和三维视景系统软件MultiGen Vega创建无人机三维模型和地形数据库,并完成无人机飞行环境的设置和视景驱动程序的编写。最终以一种直观的形式实时动态地再现了无人机自主飞行全过程,仿真效果理想。研究人员可根据仿真效果图直接做出判断分析,在很大程度上提高工作效率。     

无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计

针对无人机飞行控制仿真环境以数据方式输出仿真结果不利于挖掘隐藏于数据中的本质特性的缺陷,借助虚拟现实技术的相关理论,设计实现基于无人机飞行控制仿真环境的三维视景子系统,实时动态再现无人机飞行运动全过程,为研究无人机飞行运动规律提供直观的事实根据。阐述了无人机飞行控制仿真环境三维视景子系统设计实现的目标,构造了系统结构并提出了三维视景系统的实现框架,对视景系统实现的主要技术进行了着重介绍,在视景系统的具体实现中对视景数据库设计、视景系统开发、视点切换、LynX Prim e和ACF配置文件、数据通信接口的具体实现进行了详细的论述。最后给出了系统的实施效果。     

基于场景图的实时交互视景系统平台设计

三维场景组织管理中经常采用的空间数据结构--场景图的具体实现,包括场景数据的组织管理,可见性剔除、节点遍历、优化处理、碰撞检测等.在基于场景图的基础上设计并实现了一个实时交互式视景系统开发平台,给出了系统的结构框图、工作流程与信息交互关系,并对视景系统平台的视点控制、场景参数的应用定义文件输出以及场景图像捕捉和视频输出功能进行了详细介绍.平台同时提供了一套基于场景图的可供二次开发的三维图形应用程序接口.     

分布式水下BOTMA虚拟实验平台的实现

针对水下BOTMA仿真实验平台实现的难点问题,本文建立了基于HLA的实验平台体系结构,构建了三维实验环境的场景和实体模型,详细阐述了场景实体的显示,多通道视景的浏览,虚拟特效的生成以及碰撞检测的使用等视景关键技术的具体实现过程,通过对系统实现功能的介绍以及系统实时性能的分析,说明了在三维虚拟仿真环境下,该平台能够满足进行多种纯方位目标运动分析实验的需要.     

数据中心三维可视化场景编辑器的设计

针对当前数据中心的三维可视化场景重复开发造成复用性较差的问题,提出了数据中心三维可视化场景编辑器.借助三维引擎技术,以仿真、立体、互动实时的方式为管理者提供一个完整的、可视化、网络化的虚拟环境管理设计平台.可以高效灵活的创建数据中心3D场景,用于场景建模和数据中心的辅助设计.可视化编辑器基于Unity3D引擎和Web技术进行搭建,提供直观的浏览器操作界面和环境实时监控系统,解决了三维场景远程实时查看数据中心监控等问题.用户可以借此快速搭建三维可视化场景,减少重复开发.在提供其他3D模型基础上,此编辑器也能够广泛用于其他非数据中心可视化场景的搭建和编辑.     

基于GeoFusion的三维地形和目标模型调度显示研究

针对大型场景的实时绘制问题,提出了一种基于GeoFusion的三维可视化技术.首先分析了GeoFusion三维视景平台的基本情况及对用户应用程序的支持,详细阐述了三维地形数据的坐标转换、格式转换和生产制作处理流程,结合GeoMatrix给出了地形调度显示方法,建立了DSM三维目标模型,提出了三维目标模型的调度算法.开发了仿真系统,并通过实例表明了所提地形和目标模型创建及调度显示算法能够实现实时调度和场景的实时显示,并保证了场景的真实感.     

基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析

配电网电力大数据的三维场景重构是实现数据优化挖掘的关键,提出基于人工智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析方法。建立配电网电力大数据三维场景的网格分布结构模型,并进行配电网电力大数据三维场景实时数据监测,根据监测结果进行配电网电力大数据的统计特征分析,对配电网电力大数据三维场景实时数据采用信息融合和模糊层析性分析方法进行信息融合和自适应调度,提取配电网电力大数据的三维可视化分布特征量,采用视觉特征重构技术,实现对配电网电力大数据三维场景可视化重构,在人工智能算法控制下提高电力大数据三维场景可视化重构的精度。仿真结果表明,采用该方法进行配电网电力大数据三维场景可视化重构的精度较高,提高了配电网电力大数据挖掘的效能。     

数据中心三维运行平台

三维运行平台主要为实现一个面向中小型数据中心的简单易用的管理系统来协助数据中心管理人员实现对数据中心的集中管理.用户在通过相关的授权认证后进入平台系统,完成对平台的通用功能的操作,具体包括可视化管理和可视化展示两个部分,可视化管理实现综合查询、系统监视、日志管理等内容,可视化展示借助Unity3D引擎,实现数据中心相关场景和模型的还原和实时数据三维展示.经过测试,该平台的使用极大了提高开发效率和平台可维护性,整个平台也很好的体现出三维可视化协作管理的好处,节约数据中心的管理成本和提高管理效率,降低潜在风险威胁.     

虚拟齿轮减速器交互性拆卸和装配的设计

为解决机械制图虚拟零部件测绘课题中遇到的装配体虚拟交互性拆装问题．以典型零部件齿轮减速器为例．介绍利用VRML技术如何实现对齿轮减速器进行交互性虚拟拆卸和装配的设计。通过对减速器交互性拆卸和装配过程的分析．构建了减速器拆装过程模型、实验场景模型、减速器各零件的三维实体几何模型和行为模型,利用VRML技术及其脚本程序编程实现减速器交互性拆卸和装配的功能。该实验文件相对较小．可以在网络上实现远程实时操作．     

面向移动终端的三维模型简化与碰撞检测方法研究

移动终端三维场景的绘制与漫游由于其庞大的模型数据量和复杂的外观形态使得实现清晰的场景快速绘制十分困难。为了加快模型的绘制,提出了一种面向移动终端的三维模型的简化与碰撞检测方法,以优化绘制过程。该方法通过二次测量误差半边折叠算法来简化三维模型,并利用八叉树技术对不能显示在屏幕中的场景进行剔除,从而实现三维场景的快速读取、组织和绘制。针对移动设备的屏幕尺寸以及计算能力等限制,实现了适用于移动平台的碰撞检测算法,减少了计算量。实验结果表明,该方法能有效地简化模型,并提高绘制效率,同时减少碰撞检测的计算时间,因而可应用于三维场景的快速逼真绘制。     

基于虚拟现实的机场消防救援虚拟演练平台

针对机场实地消防应急演练中人力物资消耗多、演练组织协调难,以及桌面式演练中情景感知支持不足等缺陷,提出一种基于虚拟现实技术的机场消防应急救援虚拟演练平台。基于虚拟现实技术的特点,采用三维建模技术构建机场消防救援场景中典型三维实体模型。利用粒子系统实现火灾虚拟场景及应急处置特效,并基于Unity3D引擎实现教员和学员人机交互界面。借助于虚拟现实头盔和手柄支持学员进入虚拟演练场景展开交互。平台测试表明:平台具有良好的易用性、稳定性和实时性,可以支持实现低成本、高沉浸感的机场消防救援虚拟演练。     

视景仿真实时显示技术的研究

视景模型实时显示与交互技术是目前分布式视景仿真研究的关键技术。以视景实时显示为目的,探讨了雾化技术、实例化技术、纹理映射技术、纹理裁减、场景模型分块、LOD（level of detail）等技术,重点研究了面向大场景仿真的实时显示问题,通过对各种视景仿真实时显示技术和场景显示调度算法的综合应用,实现了对三维大场景海量数据进行较为流畅的显示,满足了大场景实时显示帧率要求,并具有较好的显示精度和清晰度。