基于SOA的企业应用集成模型的研究

针对传统企业应用集成EAI的集成难度大、缺少灵活性和适应性、扩展性差、互操作性差等问题,利用SOA具有松耦合、跨平台、可重用等优点,提出一种基于SOA新模型S_EAI,分为用户交互层、总线层、服务组装层和基础设施层,实现了用户访问与底层数据、企业应用的分离,将业务流程改造封装成各类基于标准的松耦合企业服务。结合实际项目设计实现了基于S_EAI模型的企业应用集成框架,在该框架上直接进行项目开发,能够提高服务开发速度,为企业应用集成提供了一个新方案,在实际项目实施中得到了成功应用。

虚拟现实技术及其应用

阐述了虚拟现实的概念及基本特性 ,论述了虚拟现实系统的组成 ,该系统主要由虚拟环境产生器、新型人机接口硬件及虚拟现实开发系统组成 ;分析了虚拟现实的主要技术———动态环境建模、实时三维图形生成、立体显示和传感器、多种系统集成等技术 ;介绍了近年来虚拟现实技术在军事、工业、商业、教育、医疗等诸多领域中的应用 ,主要探索了该技术在石油工业中的应用特色及前景 .

三维动画技术与三维虚拟技术的研究

目前三维图形技术主要包括两大类 :三维动画技术和三维虚拟技术。该文的目的是研究两种技术的开发原理 ,并通过对两种技术的对比 ,进一步说明了三维虚拟仿真技术在实时性、交互性方面的优势。该文首先介绍了三维动画技术的应用原理、开发步骤 ,重点阐述了三维虚拟技术中的实时显示技术和交互技术 ,给出了虚拟仿真应用的开发方法及基于两种技术的应用实例 ,并对两种技术在实时性、交互性、时间性和三维建模效果等方面作了比较 ,最后展望三维虚拟技术的发展方向。

桌面虚拟现实系统中数据手套的应用研究

在人机交互中数据手套的引入,能够充分发挥手在交互过程中的自然性。介绍了数据手套在虚拟环境中进行交互的过程。在变电所培训系统中实现了基于5DT Data Glove 5的人机交互操作,并设计了数据手套校准函数和校准步骤,设计了在VRT场景中用手势进行漫游的程序,利用VRT SDK编制了获取数据手套传感器测量值的程序。上述方法对于其它虚拟系统引入数据手套的设计将具有一定的启发作用。

基于运动捕获数据的虚拟人动画研究

随着三维游戏等行业对计算机动画制作需求的增加,在三维动画制作软件中人工调整虚拟人动作的工作方式已经不再适合现在的计算机动画制作。运动捕获技术是直接记录物体的运动数据并将其用于生成计算机动画,具有高效率、所生成的动画真实感强等优点,因而获得了广泛应用。提出了一种利用运动捕获数据来生成动画的方法,基于运动捕获得到的数据建立并驱动三维骨架模型,从而产生骨架的运动,形成动画。该方法可以充分利用现有的大量运动捕获数据,因此具有较大的应用前景。

数据驱动人体动画的关键帧技术研究综述

基于关键帧技术的运动捕获数据驱动人体动画,因其捕获的数据具有高度逼真性和实时处理能力使之成为应用广泛的人体动画方法。对现有基于运动捕获数据的3维人体动画关键帧技术进行了系统分析和阐述,介绍了运动捕获数据及其表现形式,从捕获数据的角度分析并比较了基于自适应采样的关键帧提取技术、基于运动速度控制的关键帧插值技术及基于运动特征和运动模型的关键帧检索技术,对3维人体运动关键帧技术中的难点问题及进一步研究方向进行了展望。

油田安全作业虚拟仿真训练系统研究

利用虚拟现实技术构建油田安全作业虚拟仿真训练系统,提供交互式训练功能。提出了封闭式演示、指南式向导操作和开放式自由操作三种培训模式,给出了油田安全作业虚拟仿真训练系统的开发框架,定义了虚拟人基本动作及其参数化表示,解决了行为定义以及可重用性问题,并对虚拟人的操作手形进行了分类。最后从感知环境、行为控制、运动控制和碰撞检测四个方面分析了场景驱动执行引擎的功能,协调虚拟人和操作物体的交互活动,控制虚拟场景的变化。本系统的应用有效地解决了油田安全作业培训的成本、安全和效果问题。

基于虚拟现实的室内仿真操作系统研究与应用

随着人们对于居住环境要求的提高、家居设计行业的需求加大,传统的设计图纸不能让用户直观地感受到装修效果,装修效果往往不能够让用户满意。基于虚拟现实技术对室内家居仿真操作系统进行研究,设计并制作了三维家居模型,研究并制作了虚拟角色骨骼动画。系统设计过程中充分集成网格建模、Biped骨骼关键帧技术、自动寻路检测算法、角色管理器调用、碰撞体检测技术、射线检测技术,并运用Oracle数据库和SQLite数据库对用户操作信息及模型信息进行存储。最终实现三维场景的实时漫游、背景音乐的切换、室内光影效果展示、模型的删减、模型贴图的动态更换、场景截图等功能。该系统实现了友好的模拟操作接口和人机交互界面,增加了用户的沉浸感,更大程度地满足了用户的需求。

视相关大规模三维地形实时绘制技术综述

大规模三维地形表面实时绘制一直是国内外的研究热点。综述了大规模三维地形表面实时绘制算法的分类,包括基于规则网格和非规则网格、基于in-core和out-of-core、基于CPU和GPU的三大类绘制算法;阐述了大规模三维地形表面实时绘制算法的发展现状和关键技术,通过out-of-core算法的数据预取策略解决大数据量模型的交互式渲染问题,采用视点相关的多分辨率技术简化整个场景的复杂度,减少绘制的数据量;指出了各种方法的优点与不足,最后对大规模三维地形表面实时绘制所需要研究的问题进行了总结。

四元数样条插值的人体运动数据重构

为了得到平滑的人体动画,提出一种基于四元数的样条插值算法,利用提取的关键帧实现人体运动序列的有效重构。为减少重构误差、加快收敛速度,将已知关键帧集合作为初始条件,通过迭代算法求出样条曲线的控制点集合。利用样条曲线控制点计算贝塞尔曲线控制点,构造贝塞尔样条曲线段,将各段贝塞尔样条曲线段组合,构造一条基于四元数的样条曲线。根据德卡斯特里奥(de Casteljau)算法插值重构人体运动。实验结果表明,该算法在保证执行效率的同时,可得到光滑的插值结果,实现满足视觉要求的人体运动重构。

面向内容的三维人体运动检索技术研究综述

三维人体运动数据检索技术是计算机动画领域的研究热点,系统分析了当前基于内容的三维人体运动数据检索技术的研究现状。分析比较了基于运动数值特征、基于运动能量特征和基于语义信息特征三种运动数据的特征表示方法;从局部相似性度量和全局相似性判断两个角度阐述了运动相似性匹配算法;总结目前基于内容的人体运动数据检索技术中存在的问题,探讨了未来开展基于语义的检索技术所需的工作。

数据驱动的人体动画合成研究综述

系统地阐述了目前数据驱动的人体动画合成研究现状,介绍了国内外运动数据捕捉技术的发展,着重对现有运动捕捉数据的编辑技术及运动合成方法进行了详细的分析和比较,并阐述各种方法的优缺点,最后展望了数据驱动的人体动画合成技术未来研究的重点和难点。

基于关键点估计的实时道路元素检测算法

针对手工设计神经网络结构成本较高、基于锚框的分类回归任务计算量较大以及小目标检测能力较弱的问题,文中使用基于神经网络结构搜索的EfficientNet-B3作为特征提取网络,改进基于双向特征金字塔网络的特征融合方法作为特征融合网络,利用关键点估计代替锚框,执行分类与回归任务,提出基于关键点估计的实时道路元素检测算法.在BDD100K数据集上的实验表明,文中算法在实时检测的基础上可达到较优的检测效果,在小目标上检测精度较高.

基于语音驱动的三维人脸动画技术综述

随着三维数字虚拟人的发展,语音驱动三维人脸动画技术已经成为虚拟人交互的重要研究热点之一.其关键技术在于语音-视觉映射模型的建立以及三维人脸动画的合成.首先分析了音-视素匹配法和音-视觉参数映射两类方法的特点;之后阐述了目前三维人脸模型的建立方法,并依据三维人脸模型的表示方法不同,分析了不同运动控制方法的优缺点;然后阐述了语音驱动三维人脸动画的主观评价和客观评价方法;最后总结了语音驱动三维人脸动画技术的未来发展方向.

一种油藏储层三维可视化散乱数据插值方法

提出一种快捷有效的确定待估点的有效样本点集的辐射吸收插值模型,该模型应用到散乱数据网格化过程中,它不但具有加权平均算法的优点,而且具有插值效率高、局部性好、易于控制、易于对数据增加约束条件等特点。辐射吸收插值模型由辐射过程、吸收过程和合成过程组成。讨论了辐射吸收插值模型的实现原理、设计过程、在油藏储层三维可视化散乱数据插值中的应用和模型特点的分析。

基于几何和属性误差的边折叠网格简化算法

针对基于LOD技术的三维虚拟场景的快速绘制需求,提出一种带属性的边折叠的三角形网格简化方法.该方法利用二次误差控制简化,通过边折叠操作完成简化过程.用二次误差衡量三角形网格表面的几何精确性和表面属性的逼真度,使简化后的模型尽可能保持原有属性特征,得到了较高质量的简化网格.将该网格简化方法应用于采油厂厂区漫游和安全训练仿真系统,达到了实时绘制的目的.

虚拟仿真培训系统中物体交互技术研究

通过使用特征建模方法,把交互信息存储到物体描述中,这种方法大大提高了运行速度,减小了计算量.同时针对油田安全操作仿真系统的特点,对其操作任务进行了分段和分层的任务划分,总结出了一套通用的基本动作,建立了基本动作库.通过使用基本动作库中的动作对虚拟人的行为进行规划.由于Sm art物体和基本动作库的可重用性,大大提高了油田安全操作仿真训练系统的开发速度.

基于Unity Shader石油泄漏现象模拟的研究

为模拟油田生产过程中的意外情况,应急仿真系统应运而生,而在系统的场景中特效模拟的真实感是应急仿真系统中非常重要的一环。随着硬件的不断发展,GPU(graphics processing unit,图形处理单元)性能的大幅度提高及其可编程能力的快速发展,开发人员可以通过可编程着色器(Shader),开发出更加具有高质量、高真实感的效果。文中针对漏油应急培训中石油泄漏现象进行模拟,设计并制作了三维模型来模拟石油泄漏部分的主体。在Unity平台上,使用Unity中对于可编程着色器(Shader)进行封装的Unity Shader,首先采用纹理切换方法模拟石油泄漏的流动效果,然后针对纹理切换无法模拟出反射折射效果的问题,设计了基于噪声方法,既模拟出石油的流动效果,又模拟出流动过程中的反射折射效果,大大提高了真实感。

基于运动捕获数据的人体运动融合

为了提高运动捕获数据的重用性和重用效率,引入注册曲线思想。以多个已有的捕获数据为输入,通过运动融合生成一段新的运动数据。首先建立时间对齐曲线,基于时间对齐曲线建立坐标对齐曲线,然后基于对齐曲线和坐标对齐曲线进行姿势融合。最后进行约束处理,扩展了可以用于运动融合的运动集合。实验结果证明方法可行且效果好。