沉浸式3D虚拟仿真实验平台构建

为解决传统实践教学在时间、空间上的局限性,增强实践教学的互动性,以虚拟智慧城市中的物联网创新应用为研究对象,结合虚拟现实技术,在实验内容和教学模式中融入价值创造和创业素养,构建融入“创新实验路径”和“多层次综合实验项目”的物联网专业沉浸式3D虚拟仿真实验平台。采用布鲁姆教学目标分类法设计3D虚拟仿真实验教学目标,并按照IAPVE的实施模型,构建基于3D虚拟仿真实验平台的教学实施模型和考核评价模型。实施结果表明,该3D虚拟仿真实验平台及教学实施和考核评价模型可指导实践教学改革,实现学生综合能力的全面协同提升。

利用虚拟3D模板的摄像机标定技术

利用二维平面模板多次自由移动产生的绝对旋转和平移矩阵,转换成相对于参考位置的相对旋转和平移矩阵,结合模板参考位置合成了虚拟的三维模板,该合成方法克服了传统的合成方法需要特殊的设备来对模板进行辅助运动的缺点。并将针孔模型和非线性失真模型应用于虚拟三维模板,对摄像机参数进行标定。经实验验证,采用虚拟三维模板的标定技术具有较高的标定精度。

基于OGRE的煤矿安全虚拟现实3D软件设计与实现

随着煤矿安全的数字化管理,基于3D技术的煤矿系统虚拟现实成为煤矿安全中进行安全培训的重要技术手段。本文以OGRE引擎为软件开发环境设计煤矿安全虚拟现实3D软件,阐述OGRE的软件结构、煤矿安全虚拟现实3D软件的构成、3D模型的建模方法和实现方式,设计具有运动功能的3D模型的操作和控制方法。对煤矿安全管理和数字化煤矿的建设具有现实意义。

三维交互式场景虚拟现实建模仿真研究

三维交互式场景构建精度过低会影响人机交互时的体验效果,为有效提升场景的真实性与场景构建效率,提出三维交互式场景虚拟现实建模方法。从前进后退、左右平移、左右旋转抬头与低头四个角度出发,运用虚拟现实技术对场景构建时用户动作的影响因素展开具体分析;根据分析结果对虚拟交互场景内的相机实施标定处理,通过相机的标定结果获取场景影像,并使用图像分割方法对影像目标实施分割处理;基于影像的目标分割结果结合用户动作影响参数,制定模型约束条件与目标函数,构建三维交互式场景构建模型,通过上述模型实现三维交互式场景的构建。实验结果表明,使用上述方法开展三维交互式场景构建时,场景构建的效果较好,分辨率较高,达到了预期目标。

基于包围盒和二叉树的游戏虚拟场景碰撞检测方法

常规游戏虚拟场景碰撞检测方法由于缺乏对包围盒的简化处理,导致碰撞检测效率较低。对此,提出基于包围盒和二叉树的游戏虚拟场景碰撞检测方法。首先,通过对协方差矩阵进行求解,对包围盒的方向进行判定,在此基础上根据原始虚拟物体的几何边缘构建出轴向包围盒。并采用二叉树原理,对轴向包围盒存储结构进行简化,从而减少待测节点的数量。最后通过计算随机包围盒的中心点距离,对包围盒的相交情况进行判定,从而实现碰撞检测。测试结果表明,采用提出的方法对游戏虚拟场景中的物体进行碰撞检测时,该算法的平均碰撞检测时间始终低于0.8 ms,具有较高的检测效率。

基于 OGRE 的 3D 铁路安全监控平台的设计与实现

为了解决传统的铁路信息管理系统存在对现实空间点难以准确定位以及界面不够真实等难题,3D铁路安全监控平台在数据挖掘的基础上,运用OGRE和CEGUI混合体系框架,把采集的数据在平台上展示出来。开发和应用结果表明,该平台适应性强,效果真实生动,比以往的铁路信息管理系统更具科学性和实用性。

虚拟现实视角下三维全景漫游系统之虚拟交互实现

随着虚拟现实技术的发展,三维全景漫游系统被广泛地应用在各种行业中,但三维全景漫游的实现通常会涉及到一个重要的关键技术,即三维场景的漫游交互实现。其中对物体对象的拾取、移动、旋转和缩放,即是虚拟交互最基本的4种具体实现方式。该文主要分析虚拟现实视角下如何实现三维全景漫游系统的虚拟交互,为相关人士提供一定的借鉴。

基于三维重建的视景仿真系统设计与实现

基于三维重建的视景仿真系统主要对三维重建技术、虚拟现实技术和目标检测技术进行研究,该视景仿真系统能够实现对厂区的三维交互式漫游,使用户获得沉浸式游览体验。本系统所用技术能广泛应用于各种装备训练模拟器,降低训练成本,提升训练效果。

增强现实中的虚实遮挡处理综述

虚实遮挡处理问题的研究对于增强现实系统的完善和实用化起到至关重要的作用,是增强现实应用中迫切需要解决的关键问题.由于受到图像前景分割、三维深度提取等相关关键技术的制约,目前国内外尚未出现完整的普适性解决方案.文中对增强现实中虚实遮挡处理问题的关键理论和技术进行了回顾和总结.首先对虚实遮挡处理问题及处理流程进行了描述;之后分析了国内外研究现状,对现有的基于建模、基于深度以及基于图像分析等3类处理方法进行了讨论,给出了每类技术的优缺点及适用范围,并总结了2种典型的改进方法;最后探讨了该领域的发展方向.

虚拟战场环境三维可视化的关键技术研究

虚拟战场环境三维可视化中的关键技术主要涉及到地形LOD技术、实体建模、特殊效果生成、声音仿真、实时场景控制5个方面。在虚拟战场系统设计和实现中能否适当地选取以及正确地运用这些关键技术,关系到可视化系统的成败。为方便对这些技术进行选取,重点阐述了这些技术目前主要的实现方法及其在可视化应用中的优缺点。

虚拟环境下基于语义的三维交互技术

自然、高效的三维交互技术是虚拟现实系统成功应用的关键.现有的交互技术主要是从几何层次上考虑如何有效实现交互任务,而对面向高层应用的交互任务的支持还不够.借鉴人类在真实世界中的认知原理,虚拟环境中的交互对象不仅具有外观意义上的几何属性,而且包含了与交互有关的规则、约束和供给等语义属性,这些虚拟对象称为语义对象.在系统导航、对象选择/操作等交互任务的执行中,通过语义对象可以实现高层交互语义的封装和解析.从应用角度提高交互技术的效率和可用性,为用户提供“直接操纵”之上的面向高层语义的交互隐喻,屏蔽交互技术的底层实现细节,使用户专注于应用领域相关的高层交互控制.

增强现实虚实融合技术研究

为了解决增强现实中虚实融合的问题.本文提出纹理绘制和像素操作二种虚实融合的实现方法.纹理绘制的原理是把真实图像用作背景纹理数据,通过在背景前绘制虚拟物体实现虚实融合.像素操作的原理是把真实图像像素数据绘制到缓存中,通过在缓存中绘制虚拟物体实现虚实融合.本文给出了使用这两种方法实现虚实融合的结果以及实现3DS模型与真实场景融合的结果.

VR全景视频制作软件目标可视化三维虚拟仿真

VR全景视频图像边缘像素点灰度值差异性较大,图像目标点关联性差,提出VR全景视频制作软件目标可视化三维虚拟方法。利用柱面模型生成全景视频图像,利用Canny算子计算出图像的边缘信息并对其进行角点匹配,完成全景视频拼接。对拼接后的视频采取反投影,实现VR全景视频软件制作。对三维空间内的目标进行定位,使用射线的投影矩阵和图像点的匹配关联,构建新的空间点坐标方位,得到最终的投影矩阵,完成目标在三维虚拟空间内的可视化虚拟。仿真结果证明,研究方法具有更高的图像目标匹配率,且目标个体位置虚拟精度更高,可广泛应用于实际场景中。

基于虚似现实的三维场景建模的可视化实现

本文从虚拟现实的角度 ,运用OpenGL技术以三维图形建模予以探讨 ,给出了类的设计 ,并应用该理论实现了三维虚拟场景的可视化。

非物质文化遗产虚拟仿真展示系统开发研究

本文主要介绍如何使用虚拟仿真技术搭建一个非物质文化遗产的展示平台,用户通过该系统可以了解如:中国传统剪纸、古琴、凤阳花鼓等各类传统艺术的起源、发展以及历史等各种资料。利用虚拟3D仿真技术可以使用户达到完美的体验,使更多的民众来了解这些即将遗失的传统文化。

面向虚拟装配的三维交互平台

针对当前装配领域的特点 ,提出一个面向虚拟装配的三维交互平台 (Virtual Assem bly Toolkit,VAT) .VAT中包含了新的三维交互思想 ,定义了装配领域中常用的三维交互原语 ,设计和实现了交互原语的捕获、解释和处理框架 .同时 ,VAT封装了三维图形构造、零件间的约束和碰撞检测等功能 .VAT可以大大简化虚拟装配应用的构造 。

基于DXUT的智能家居控制系统设计与实现

为给家庭用户提供一个界面友好的控制智能家电接口,利用虚拟现实技术对别墅建立3D模型,使用户可以沉浸式地与家电控制系统进行交互。系统以VC++为开发工具,采用Microsoft的DXUT(DirectX Utility Library)程序开发框架,实现了一个3D虚拟漫游系统。用户可以在漫游过程中选择家电,完成与家电之间的交互。经实际使用,用户得到了很好的体验,控制智能家用电器也非常方便。

基于约束语义的双手交互场景布局系统

以家居布局为应用背景,采用双手交互的分工协作,结合2种不同维度的输入设备的特性改进3D地图技术和遥取技术,实现地图和场景的无缝融合以及远处物体的直接操作;增添场景约束语义,实现物体的成组移动.通过语义识别和反馈来实现场景布局的精确定位.

基于知识工程的船舶机舱设备三维布局设计

船舶机舱设备布局设计属于密闭有限空间多目标优化设计问题,作为船舶的心脏,机舱设备的布局效果会影响到整条船舶各方面的性能.通过CATIA软件和知识工程技术对一艘多用途载货船舶机舱设备进行三维布局设计研究,建立船舶机舱分类规则以提高知识获取效率;建立设备虚拟面积增加规则来控制设备间距;运用参数化装配完成知识推理.最后,对生成的布局方案通过横倾力矩、干涉检查及逃生时间3项规则进行专家校验,结果符合预期,验证了知识工程在船舶机舱三维布局设计中的可行性和有效性.

PLC虚拟仿真被控对象的设计与实现

针对PLC传统实践教学中存在的成本高、场地有限、被控挂件需求量大等问题,基于3D Studio Max软件开发了一套虚拟仿真被控对象实验系统。该系统能够有效的解决目前实验室传统教学中的一些难题,它能将被控对象的动作直观、形象的展示给学生,激发他们的学习兴趣,有效的提高了教学效果与教学质量,从而达到我们对培养高技能人才的要求。