德化陶瓷虚拟展厅

讨论了虚拟现实技术用于陶瓷展示的可行性,关键技术和系统的实现过程.利用3DSMAX和PhotoShop建立展厅和瓷器的三维模型,并使用贴图技术增强瓷器模型的真实感;使用开源的图形渲染引擎0GRE实现场景资源的组织和管理,并基于OGRE实现了虚拟展厅的实时交互和动态漫游功能.     

基于OGRE引擎的虚拟场景浏览

虚拟现实技术的虚拟交互性得到了越来越广泛地应用,虚拟场景浏览技术有效地解决了现实世界的时空局限等瓶颈问题.在对虚拟现实(3I)原理研究分析的基础上,依据插件设计的思想,设计了一种基于OGRE引擎的虚拟场景浏览框架,框架明确的包含两个端:渲染端和控制端.渲染端封装了OGRE渲染引擎,实现了快速实时的渲染;控制端,通过建立虚拟漫游交互机制来完成虚拟场景与外设的实时控制.基于OGRE八叉树的场景管理、射线查询算法、寻路算法、物体的拣取、RTT等技术的运用实现了用户与虚拟环境的交互系统,用户操作信号输入到计算机中并作用于虚拟环境,创建实时渲染处理结构,实现人与虚拟环境的实时快速的交互;基于OpenAL,OggSound的音效系统,克服了用户在场景浏览时的单调与乏味,更具真实感,丰富了场景浏览的真实性.在实践中应用OGRE图形引擎、CEGUI界面库、OpenAL,OggSound声音库实现了该系统.     

基于防摇吊具的集装箱起重机半物理仿真系统

针对集装箱起重机学员培训周期长、安全性差等问题,提出一种基于3D图形渲染引擎（OGRE）的虚拟现实技术,实现集装箱起重机半物理仿真操作培训的方法。设计集装箱起重机司机室硬件操作平台,使用OGRE渲染引擎驱动集装箱货场的三维虚拟场景;建立防摇吊具摆动的动力学模型,模拟起重机吊具的残余摆动;并用以太网通讯实现起重机联动台等实物硬件与虚拟现实仿真软件的信息交互。解决仿真操作系统中的虚拟场景的驱动、吊具残余摆动的模拟、实物硬件与虚拟软件的实时通讯等关键问题。实验结果表明,该半物理仿真系统真实感强,对集装箱起重机驾驶训练有重要价值。     

面向智慧家庭的虚拟体验系统的研究与开发

针对传统室内设计在用户体验方面缺少沉浸感、交互性等问题,提出了一种基于虚拟现实技术的家居互动设计虚拟体验系统的实现方法,本方法围绕虚拟现实的基本特征,使用三维软件制作虚拟场景,使用Unity游戏引擎和基于物理渲染技术提高虚拟场景的逼真度,使用虚拟现实设备HTCVive为用户提供交互体验操作。通过虚拟体验系统的开发,提出了一种新的室内家居设计体验方法。     

基于OGRE粒子系统的下雨效果模拟

虚拟现实系统中,虚拟场景的构建是非常重要的研究课题。为了使虚拟场景更加接近于现实生活中的自然景物,在场景中要模拟诸如云、雨、雪、烟雾等自然现象,这些自然景物的模拟直接关系到虚拟现实系统中人机界面的构成,也更直接影响到该系统整体功能的实现。为了实现对雨天的模拟,通过对OGRE粒子系统原理以及粒子脚本语言和材质脚本语言的分析,提出一种基于OGRE粒子系统的雨天模拟方法,在该图像渲染引擎下实现了下雨天的效果。     

基于Arduino的虚拟现实交互系统实验案例设计

综合运用嵌入式、三维建模、虚拟现实等技术,提出一个软硬件结合的虚拟现实交互系统典型案例,实现虚拟场景与现实环境的实时交互控制。通过3DMAX和Unity3D软件设计虚拟现实交互场景,采用Arduino核心板搭建场景的控制模块,运用光敏电阻和湿度传感器实时获取环境信息并注入虚拟场景中,实现虚拟现实交互系统。     

基于UDK的数字校园虚拟现实引擎关键技术的研究

虚拟数字化校园漫游系统是数字化校园建设计划的核心平台。本文首先对目前主流的虚拟可视化开发工具作了介绍,并结合当今最流行的游戏引擎UDK(Unreal Development Kit)和三维设计软件3ds Max的虚拟现实关键技术问题进行了研究,以无锡城市职业技术学院校区为原型,设计并实现了将虚拟现实引擎作为三维动态交互立体数字校园开发平台的核心构件,着重对引擎实现过程中的3ds模型导入进行了解析,包含了材质编辑技术、物理碰撞技术及碰撞检测技术等关键技术。结果表明,上述技术的通用性在虚拟现实引擎中可见一斑,极大地提高了引擎的实用性和执行效率。     

面向电子商城的虚拟现实引擎关键技术研究

为了缓解目前电子商城在形象化和交互性方面的不足,以及满足消费者的良好购物体验与购物需求,设计并实现了虚拟现实引擎作为三维动态交互立体商城开发平台的核心构件.着重解析了引擎实现过程中的3ds模型导入、基于复合层次树的场景管理、AABB (axis--aligned bounding box)和Capsule(胶囊体)相结合的碰撞检测和实时渲染等关键技术.实验结果表明,这些技术在虚拟现实引擎中具有一定的通用性,显著地提高了引擎的执行效率和实用性.     

电力通讯设备三维模型优化研究

运用虚拟现实技术对客观现实世界进行可视化逼真再现,衍生了众多当前流行的虚拟现实交互系统,而其所构建的虚拟环境场景是实现虚拟现实交互系统的基础。虚拟现实环境中的现实物体模型是其最重要的组成部分之一,为确保虚拟现实系统的整体视觉呈现才能更加完美,将各种电力通讯设备模型进行有效的优化设计与处理显得尤为重要,本文重点针对虚拟场景环境中的电力通讯设备三维模型进行模型优化方法研究。实验结果显示,经过算法优化,模型的顶点数,模型文件大小减少,系统运行流畅度都显著提高。     

多用户共享虚拟环境中VRML系统模型

提出一个多用户共享虚拟环境中,基于VRML的虚拟现实协同系统模型。采用B/S结构,设计了模型的工作流程,重点对虚拟场景与用户替身、VRML场景通讯、模型的协同并行控制、模型中数据交互等关键技术进行了描述和实现。该模型能够实现多用户共享虚拟环境空间的一致性、网络通讯的及时性和多用户替身行为的真实性。原型系统的实现验证了模型的可行性。     

基于Unreal Engine4的虚拟家装系统设计

采用 Unreal Engine4为虚拟家装系统开发平台,以BluePrints和 C++为编程语言,实现了虚拟现实在虚拟家装系统中的关键性交互技术应用.本文完善优化了传统交互功能,如视角漫游、切换模型材质、开关灯/电视、搭建 Wamp服务器添加用户注册登录等.在传感交互上,基于 MPU6050陀螺仪实现模型的姿态控制.测试结果表明,系统不仅完成上述功能,在传统交互功能上极大的节约了家装公司与用户沟通的时间成本,而传感交互的实现则以低成本的投入增强了系统的沉浸感与体验感.     

基于虚拟现实的高铁在坡道地段的运动仿真

在坡道地段的运动仿真是高铁在整个运动仿真中的重要部分.为了研究高铁在坡道地段的运动仿真,本文提出了基于虚拟现实的高铁运动仿真模型.首先构建高铁模型和地形;然后将高铁抽象成绳体模型,从动力学角度分析高铁在坡道地段上的受力情况和运动状态;最后在虚拟现实引擎Unreal Engine中进行相关蓝图节点的连接,利用其提供的完整套件、实时高逼真的渲染效果,将其应用在高铁的仿真中.对研究高铁线路选取设计、模拟运行以及列车速度等参数和地形的适应关系等提供了很好的手段和方法,使模拟效果与列车实际运行状态最大程度匹配,同时也给相关的其他研究提供了参考.     

基于虚拟引擎的交互系统研究

针对网络环境下虚拟交互的应用问题,提出虚拟交互引擎模型结构。借助多Agent协同以及3D交互互感的接口标准,为虚拟现实系统提供Agent库、交互规则库等4个核心模块结构库。通过交互库构建用户设计输入操作感知等虚拟交互子系统,并给出虚拟交互引擎解决方案。     

楚文化保护中编钟乐舞的复原与展示

为了保护和传承中国的古楚文化,通过数字化技术对当时的文化空间和文化活动进行了动画模拟与再现.参考文字记载、现存的图像及出土的文物,使用3维扫描、3维建模技术对编钟、青铜工艺品、漆器、人物、服饰及建筑进行3维模型重建,并对已经褪色的图像和文物的表面纹理,进行图像复原.通过动作捕获技术,从楚舞演员身上采集具有楚风格的动作信息,赋予人物模型；然后合并场景,生成舞蹈动画,并合成编钟乐曲；最后,利用VRML技术建立一个交互式的文化展示平台.该方法与传统的文化保护方法相比,有更好的易接收性和娱乐性,有利于增强观众的现场体验感和关注度,加大文化传播的广度与深度.     

AR技术在科技馆古代农具展示中的研究及实现

增强现实技术将虚拟与现实有机结合,突破了虚拟世界和现实世界的界限。针对增强现实技术的特点,研究了一套实现增强现实系统的框架。首先对场景进行采集,使用3D Max对模型进行设计并建模;针对图像识别的问题,通过对比SIFT算法、SURF算法、ORB算法以及高通Vuforia的特征识别匹配的结果,选择高通Vuforia处理图像;3D渲染则使用专业渲染引擎Unity3D实现增强现实中交互软件的开发。基于此框架设计并实现一个以科技馆古代农具展示为主题的系统,能够带给参观者AR交互阅读的全新体验;可以再现我国古代农具在传统农业文化传承的重要史料,从而实现对古代农具文物的数字化保护和传播。     

基于VRML技术建筑物漫游系统的研究

建筑物虚拟漫游技术在建筑设计、室内建筑装潢、房地产开发、游戏设计等方面具有非常广阔的应用前景。在研究虚拟漫游技术及相关三维图形理论的基础上开发了一套基于VRML的建筑物虚拟漫游系统。     

动态灰度预测算法在体感交互设计中的应用

体感交互应用是通过新型的体感交互设备来进行人机交互操作,在虚拟仿真、项目展示等方面有着重要应用。为解决体感交互过程中由于骨骼抖动导致行为误判的问题,提出了在Kinect与UnrealEngine4成功对接的基础上,加入动态灰度预测算法处理数据,同时利用灵敏度分析对数据量进行优化,在不影响正确率的情况下减少响应时间,提高识别速率。经过实验,该方法相比于移动平均法等过滤器在正确率和效率方面有了较大的提升。     

明清古建筑信息模型设计平台研究

相对于我国古代先进的建筑技术成就,我国在古建信息化方面还比较落后, 急需利用现代信息技术对古建筑保护和开发进行探索和研究。BIM 技术的引入为古建筑的 保护研究提供了新的途径,在深入研究古建筑构件构造特点、建造规律、装饰彩绘以及历史 文化等的基础上,研发了古建筑信息模型设计平台。该平台不仅为古建筑构件信息模型库的 建立和管理提供了基础平台,而且还可以为古建筑的修缮和复原、古建筑的研究以及古建筑 虚拟现实系统等提供精确的信息。     

Dragons, bats and evil knights: A three-layer design approach to character-based creative play

Creative play requires a fertile but well-defined design space. This paper describes a design process for creating three-dimensional virtual reality play spaces that allow the development and exploration of social interactions and relationships. The process was developed as part of a commercial research effort to create an interactive virtual reality entertainment system that allows children to engage in creative and constructive play within an established action/adventure framework. The effort centres on designing Al characters for aconstructive narrative. We claim that a behaviour-based architecture is an ideal starting point for developing agents for such a process, but that its full realization requires additional architectural structures and methodological support for the design process. In this paper, we describe a character architecture called Spark of Life (SoL). We also propose a three-layer design process for producing fertile and aesthetic constructive narratives. Finally, we describe our experience in implementing these ideals in an industrial setting.     

Design and development of a maintenance and virtual training system for ancient Chinese architecture

Ancient Chinese architecture is an important aspect of traditional Chinese culture and has been studied by many scholars around the world via historical documents, photographs, and three-dimensional models. In this paper, a building information model (BIM) and virtual reality (VR) and video analysing technology are used to develop a maintenance and virtual training system for ancient architecture. A digital ancient architecture model that includes a three-dimensional model and attributes is established, and the model can be visualized using a VR video processing system. Based on this system, we propose a method of fire detection in the maintenance system to ensure the safety of ancient buildings. After performing lightweight processing of the three-dimensional model, the Forge platform, which can achieve high-speed browsing via Web browsers, is used to perform the virtual construction, dismantling and other functions. By providing an immersive experience, users will develop a deeper understanding of ancient architectural structures and construction processes, which will accelerate research on ancient architecture.