感知与兴趣驱动的虚拟仿真教学方案设计

围绕“从0到1”的新型仿真人才培养,提出感知与兴趣驱动的虚拟仿真教学方案,从认知培养、实践教学、多方协作、多层激励4个方面阐述虚拟仿真教学方案设计流程,从学生专业实战、创新实训、持续转化3个能力角度介绍阶段性多维评估方法,最后通过评估结果说明教学方案设计的有效性。

基于EasyAR的聂荣臻元帅陈列馆导览系统研究

针对移动终端增强现实导览系统开发难度大、自然特征识别数据量大、计算耗时长、标志物识别准确率较低、受光照、遮挡影响大、易于导致跟踪失败等问题,提出一种基于EasyAR的增强现实导览方法。采用3DsMax对场景进行三维建模仿真,采用Unity开发交互设计程序,采用EasyAR检测和跟踪标识物特征点,叠加显示对应的增强现实仿真模型、播放视频、动画、音效。借助这一方法,开发了聂荣臻元帅陈列馆导览系统。实验表明,上述方法降低了开发导览系统的难度、高效易用、识别自然特征数据块速度快、准确率高、降低了光照及遮挡影响跟踪问题,为AR仿真提供一个最佳解决方案。

虚拟现实技术在露天矿生态重建仿真中的应用

介绍了用虚拟现实技术开发露天矿生态重建视景仿真系统的几项关键技术 .采用层次型与面向对象相结合的三维数据结构 ,构造露天矿生态重建仿真模型 ;采用 LOD技术为露天矿虚拟环境中的地形和建筑物构造多层次、多分辨率的细节模型 ,提出了基于视点的连续 LOD算法 ,对三维地质模型按数据块进行简化 ,以适应不同硬件平台和视觉特性的分辨率需求 ;分析了在实时仿真系统中显示露天矿三维动态全景图、根据视点需求实时驱动虚拟场景动态变化及漫游的几种方法 ,用 Vega软件实现了露天矿三维动态全景图的显示与实时驱动 ;采用实物标图技术在虚拟场景中进行生态重建规划方案的设计 ;提出一种用鼠标获取三维虚拟场景中实体模型信息的算法 。

基于OSG的三维仿真平台的设计与实现

为了使仿真设计用户高效、快速地制作各类仿真应用系统,采用OSG(Open Scene Graph)技术,开发了一个实用方便的三维仿真设计平台(简称3DVR)。该平台在OSG基础上加以扩展,采用底层模块隐藏封装、模块整合等技术,构成一个使用更加方便的高级API函数库,在必要时可以使用底层函数进行二次开发。文中具体介绍了该平台各模块功能和特点、体系结构、相应关键技术以及应用实例,提供了一种可供进一步研发复杂仿真系统与应用的标准中间件的的方法,封装了各种通用的复杂仿真算法,使编程工作变得简洁明快。

基于模式匹配的参数化尺寸标注机理研究

研究了一种新的参数化尺寸标注机理，提出了基于模式匹配及其推理的方法．该方法借助于ＡｕｔｏＣＡＤ的尺寸标注功能及其存储格式，将国家机械制图标准所规定的尺寸标注模式与其相匹配，在归纳ＡｕｔｏＣＡＤ 和国家标准的各种尺寸标注模式的基础上，设计了一个新的参数化尺寸标注系统，实现了智能化尺寸标注功能，使其能够准确地标注国标所规定的各种尺寸标注模式．

露天矿生态重建VR仿真系统研究

介绍了用虚拟现实技术开发露天矿生态重建视景仿真系统的几项关键技术。针对露天矿生态重建应用特点,采用层次型与面向对象相结合的三维数据结构,构造露天矿生态重建视景仿真模型;用LOD技术为露天矿虚拟环境中的地形和建筑物构造多层次、多分辨率的细节模型,提出了基于视点的连续LOD算法,对三维地形模型按数据块进行简化,以适应不同硬件平台和视觉特性的分辨率需求;采用Vega软件实现露天矿三维动态全景图显示与实时驱动的基本方法;用实物标图技术在虚拟场景中进行生态重建规划方案的设计方法;提出一种新的用鼠标获取三维虚拟场景中实体模型信息的算法,实现三维动态查询和与外部数据库的链接。

Chunklod地形的过程化细节度增强算法

在研究了ChunkLod算法的基础上,针对该技术所缺乏当视点离地面非常近时的增强方案这一问题,以块状的模型为处理单位,提出了ChunkLod的过程化细节度增强算法。同时结合局部三角面化简算法和误差评估与控制算法提高绘制效率,避免了因细节度过高引起的海量计算。最后,以地理资源信息管理系统为例,说明了该算法在实际运行中使地形信息达到了预期的视觉效果。实验表明,改进后的ChunkLod过程化细节度增强算法将成为一种具备全部主流细节度技术的实用地形算法。

基于卫星云图的三维立体云仿真

真实立体云仿真是计算机图形学中非常实用的研究。为了实时和逼真研究立体云图仿真,提出了一种基于卫星云图的三维立体云仿真方法。首先利用Micaps3.0处理卫星云图,提取二维云图像,然后从二维云图像中提取云的三维信息,并对其进行空间填充,最后通过充分利用GPU硬件加速改进性能,利用改进Billboard算法实现三维立体云仿真。与以往三维云实现方法相比,改进方法实现简单而且十分高效。实验表明,在气象地理信息系统应用中,方法可以获得更加实时、真实三维立体云效果。

参数化尺寸标注系统开发技术的研究

提出了一种开发参数化尺寸标注系统的新方法，即基于模式匹配及其推理的方法．该方法借助于ＡｕｔｏＣＡＤ的尺寸标注功能及其存储格式，将国家机械制图标准所规定的尺寸标注模式与其相匹配，在归纳ＡｕｔｏＣＡＤ和国家标准的各种尺寸标注模式的基础上，设计了一个新的参数化尺寸标注系统，实现了智能化尺寸标注功能。

海量地形的GIS特征数据实时渲染算法研究

研究优化管理储存海量地形信息问题,目前二维特征数据(河流,公路,区域图等)在三维地形上的可视化渲染的传统算法中,针对海量地形数据的适应方法,大地坐标系的处理以及用户对数据的交互操作缺乏完善的实现方案。为解决上述问题,提出了一种自适应的特征数据渲染算法。方法基于纹理进行数据覆盖,并自适应地根据视野范围内四叉树地块节点的LOD级别将GIS特征数据实时绘制到相应的纹理上,不仅解决了纹理覆盖方法所普遍存在的特征数据的走样和模糊问题,还可免去额外的坐标转换而直接应用到球面系统中,并且对于用户交互的特征数据绘制具有很好的自适应能力。最后,以一个使用了算法的三维地理信息管理系统为例,证明了算法在实际应用中对海量地形和用户动态绘制的特征渲染可达到预期的效果,并且配置要求低廉,具有广泛的实际应用前景。

基于面向对象层次模型的网络多媒体课件开发平台

在开发网络多媒体课件非线性编辑制作平台的过程中,为了优化其功能和结构,采用面向对象的层次结构模型,介绍了该模型的概念、功能特点及在平台中的应用,构建信息资源体结构及其数据结构(带头结点的双向非循环链表),讨论了该平台同步编辑器的设计与实现,包括多媒体的同步合成、参考点的同步模型,并通过研究给出其同步算法。其中,算法的实现,是通过使用队列来存储视频流和进行相关的同步与交互操作。

基于并行渲染的虚拟现实开发平台设计与实现

针对固定流水线技术中渲染效率低,对新一代GPU处理器应用不深入的现状,采用并行渲染技术,开发了一个实用方便的虚拟现实平台。平台综合运用OSG(Open Scene Graph)、OpenGL、Vtree等编程技术及知名开源软件和引擎,采用底层模块隐藏封装、模块整合等技术,通过封装各种通用的复杂仿真算法,构成了一个使用更加方便的高级API函数库,使编程工作变得简洁明快,同时设计者在必要时也可使用底层函数进行二次开发。文中具体介绍了该平台各模块功能和特点、体系结构、并行渲染技术以及应用实例。

基于Arcball的数字地球交互漫游方法研究

研究数字地球漫游优化问题,传统的Arcball算法表达三维空间视角的自由旋转,但无法精确地将鼠标运动映射到实际场景中,为了提高运动旋转精度,对方法进行了改进,提出了一种新的三维数字地球交互漫游方法,可以精确定位到地球的任意一点。首先采用多细节层次(LOD)的四叉树分块结构设计来构建三维数字地球模型,利用真实DEM生成的数字地球模型作为鼠标拖曳动作的投影球体,对三维地球模型进行快速相交测试,根据Arcball算法使用四元数并结合多种漫游融合。进行仿真,结果实现了对数字地球全方位、精确、交互的自由旋转漫游,证明具有实用价值。

露天矿生态重建虚拟现实仿真系统

介绍用MultiGenGreaterPro建模软件和VegaAPI编程技术开发露天矿生态重建视景仿真系统所采用的几项计算机处理方法和关键技术。针对露天矿生态重建特点 ,采用层次型与面向对象相结合的三维数据结构 ,构造露天矿生态重建视景仿真模型 ;采用LOD技术为露天矿虚拟环境中的地形和建筑物构造多层次、多分辨率的细节模型 ,对三维型地形模型按数据块进行简化 ,以适应不同硬件平台和视觉特性的分辨率需求 ;采用Vega软件实现露天矿三维动态全景图显示与实时驱动的基本方法 ;

动态角色体系结构与算法研究

引入新一代动态角色系统概念构建VR仿真场景。首先提出了动态角色层概念,解决了传统方法中存在的接口混乱,资源浪费等问题;然后,通过虚拟环境编辑器管理和构建虚拟角色,将其摆放到合适的位置。并具体介绍了动态角色体系结构(动态角色库管理器、动态角色代理器以及工程项目)和工作流程,系统中属性库更新通过OSG(Open Scene G raph)编程实现(给出了实例飞机飞行计划模拟的方法和流程图),软件研发成果可以通过这样的动态角色系统得到很好的保障。

网络课件编辑制作系统的模型设计与功能实现

本文探讨了网络课件编辑制作系统的设计方法和体系结构。针对目前网络课件共享性差，且制作过程复杂等问题，本文提出了基于XML的网络课件的元数据著录模型和内容包装模型，实现了对远程教育标准的支持，解决了资源共享和数据交换的问题；同时采用基于时间线的多轨道的信息组织方式，使视频、音频、幻灯片、讲稿和目录等内容能够一次性同步合成，简化了课件制作过程，提高了制作效率。

网络多媒体课件开发平台的模型设计及关键技术

介绍了网络多媒体课件开发平台中,采用面向对象的层次结构模型构建信息资源体的方法,然后介绍了信息资源体的数据结构,并讨论了多媒体同步编辑器的设计与实现。

一个基于模式匹配的参数化尺寸标注系统

文章讨论了一个新的参数化尺寸标注系统的实现原理、关键技术和设计方法。该系统在以下几个方面取得明显进展，其一，基于AutoCAD的尺寸标注功能及存储格式，设计了新的通用、完整、可靠的尺寸标注系统，为AutoCAD增添了新的标注功能，使其能够准确地标注国家机械制图标准所规定的尺寸标注模式。其二，归纳了AutoCAD和国家标准的各种尺寸标注模式，借助于模式匹配及其推理，自动标注不同类型的尺寸标注，实现了智能化尺寸标注功能。其三，尺寸标注变量及其约束表达式功能，在参数化模型图的参数编辑、尺寸驱动和尺寸标注图素自动生成方面显示出极大的效率。

网络课件编辑制作系统的模型设计与关键技术

探讨了网络课件编辑制作系统的设计方法和体系结构。针对目前网络课件共享性差,且制作过程复杂等问题,提出了基于XML的网络课件的元数据著录模型和内容包装模型,实现了对远程教育标准的支持,解决了资源共享和数据交换的问题;同时采用基于时间线的多轨道的信息组织方式,使视频、音频、幻灯片、讲稿和目录等内容能够一次性同步合成,简化了课件制作过程,提高了制作效率。

基于面向对象层次模型的网络课件开发平台

在开发网络多媒体课件非线性编辑制作平台的过程中,采用面向对象的层次结构模型构建信息资源体结构及其数据结构(带头结点的双向非循环链表)、多轨道视频编辑功能。介绍了该模型的概念、功能特点及在平台中的应用,讨论了该平台同步编辑器的设计与实现,包括多媒体的同步合成、参考点的同步模型,并通过研究给出其同步算法。其中,算法的实现是通过使用队列来存储视频流和进行相关的同步与交互操作。