三维场景中虚拟漫游路径的优化设计方法

场景漫游路径的优化设计是三维场景流畅性的关键。首先,根据Open GL相机控制原理,定义了路径数据格式,包括路径点坐标等基本属性。然后基于三维模型的特点,提出了用路径点交互拾取、手动漫游和地下巷道中心线转换方法获取路径,并通过路径拼接、路径拟合和碰撞检测方法对获取的路径进行优化。最后实现了手动和自动2种方式控制漫游。实验结果表明,这种方法简化了路径的创建步骤,达到了理想的漫游效果。

三维数字地形图上漫游路径的选取与显示

利用OpenGL的选择机制、投影及坐标变换实现了数字地形图上漫游路径在三维空间的选取,结合图形显示系统对空间四边形的处理策略,提出了一种针对规则格网(Grid)地形图的漫游路径插值算法。

虚拟现实中基于Hermite曲线实现固定漫游路径算法与优化

利用Hermite样条曲线的原理,在Unity3D环境下,实现了虚拟场景中固定漫游路径的生成算法。用户可以在交互方式下调整控制节点,为了方便用户实时观察路径曲线,利用OnDrawGizos函数自动生成随着小球变化的蓝色路径,用户在编辑模式下就可看到曲线的变化。最后利用节点固化的方法,将生成的曲线坐标保存到数组中,从而摆脱了固定漫游中由于大量计算而造成计算机资源的浪费。

基于Cardinal样条曲线的虚拟漫游路径优化

漫游路径不平滑和漫游相机视角方向固定是导致虚拟漫游沉浸感差的主要问题。基于此,提出一种基于Cardinal样条曲线拟合的漫游路径平滑过渡算法,解决漫游中由于漫游路径不平滑造成的视点跳跃问题;提出一种虚拟漫游相机视角方向动态更新算法,实现漫游相机视角方向沿路径方向动态更新,更加符合人们的观察习惯;最后,基于开源场景图形引擎(OpenSceneGraph,OSG)对上述算法进行了实现和实验验证。结果表明,基于所提方法生成的漫游路径平滑、漫游相机视角方向过渡自然,有效提高了漫游的虚拟沉浸感。

实时虚拟场景漫游路径的优化算法

传统的虚拟路径漫游是在固定方向路径上的漫游,而实时任意方向上的虚拟路径漫游在路径曲线处有抖动问题且计算量大,使得虚拟现实(V R)场景运行缓慢、晃动和卡顿,给人带来视觉上的晕眩感。针对以上问题提出了基于Dynapath算法、微分路径及改进的Cardinal曲线插值算法相结合的优化算法。使用Dynapath算法规划实时路径和等时间微分路径,并对微分线段等截距处进行初步平滑处理。最后对该路径使用改进的Cardinal曲线插值算法拟合出该曲线。测试结果表明,本文算法对实时任意方向虚拟漫游路径的拟合程度优于其他方法,曲线平滑去抖动效果好、计算量小、FPS值稳定。

基于全路径网络与有限状态机的井巷漫游

针对当前井巷漫游方式在灵活性和易用性方面的不足,提出一种将全路径网络作为漫游相机运动轨道的交互式漫游方式。全路径网络由原始结点、虚拟结点、原始边和虚拟边组成,具有2个特征:交岔口处存在全路径和结点边表的有序性。运用有限状态机的原理对漫游器的交互式行为进行建模,从地下矿可视化生产管控系统对漫游器的功能需求出发,采用面向对象的思想和State模式设计漫游器相关对象的类结构,并在可视化生产管控平台上实现一个漫游器实例。研究结果表明:此漫游方式可供用户交互式地在网状的地下巷道内快速巡视,且拐弯处画面流畅,在功能的灵活性和操作的易用性方面取得较好的平衡,增强井巷漫游功能的可操作性。

环境虚拟化及路径漫游的实现

本文以我校一实验中心为现实模型,应用三维场景建模技术,实现路径漫游。介绍了制作的思路和实现过程,给出了部分图片。通过实践,总结出了针对初学者三维建模时应注意的事项、常见问题及原因。3DSMAX2010、V-Ray Adv 2.10.01、AE、PS作为本项目所涉及软件,3DSMAX-建模、VR-渲染、PS-图片处理、AE-合成漫游动画。目的是探讨三维场景建模技术,激发浓厚的学习兴趣。

CIM平台三维漫游功能的实现与优化技术研究

针对CIM的应用方向和漫游飞行的特点,提出CIM平台漫游功能的优化内容,并由此探讨了该功能实现的关键技术和方法。依托沣西新城的信息模型数据,该文使用CesiumJs引擎快速搭建了CIM城市三维场景,根据CIM场景特点提出更为便捷有效的漫游路径设置方式,使用速度、视口、重力等多种控制方式优化漫游的效果,结合碰撞检测算法,实现漫游的路线纠正功能,通过场景和多种功能配置实现漫游的多模式选择功能。在此基础上,以沣西新城为案例,实现并优化了CIM平台的漫游功能。

基于BIM和WebGL技术的异步场景漫游方法

随着页面渲染技术的快速发展,云端BIM应用不断涌现,由于浏览器处理能力和计算资源的限制,为处理大体量BIM模型的流畅浏览与操作提出了新的挑战。为了解决对大型BIM模型的顺畅浏览和操作问题,通过WebGL技术,提出了一种BIM模型异步加载模式下进行场景路径漫游的方法,实现了在网页端三维轻量化BIM模型的异步加载,提高了模型帧率;同时,通过样条曲线算法,使用关键点指定漫游路径,提高了创建漫游路径操作的交互性;最后,通过视点的动态剔除、遮挡剔除等算法,保证渲染漫游动画的流畅性。验证表明,该方法可有效提高了大体量BIM模型路径漫游的流畅性与稳定性。

三维虚拟漫游技术的研究

三维虚拟现实漫游技术目前是国内外的研究热点之一。主要研究和探讨了利用五点定位LOD四叉树组织和管理大规模地形数据,并以井地算法实现大规模地形实时渲染,能有效地提升三维场景的渲染速度。提出了一种基于场景投影图矩阵的自动漫游路径生成的钢丝算法,该算法适用于各种复杂的三维虚拟场景并能生成光滑的自动漫游路径。

建筑漫游动画制作中的虚拟现实技术研究

虚拟现实技术是当今世界广泛应用的一项高新技术,具有"沉浸性"、"交互性"、"想象性"等重要特征,大量应用在城市规划、数字楼盘等建筑漫游动画中,基于虚拟现实技术的建筑漫游动画能够让使用者身临其境的观察建筑的宏观和细微处,并给其带来超强的视觉、听觉体验,其中建模技术和交互技术是虚拟现实技术的关键技术之一。

体感交互虚拟漫游的沉浸感评价

沉浸感是虚拟漫游的重要特征,目前体感交互的虚拟漫游存在严重的感知失真问题,虚拟场景运动的视觉感知与人机交互的体感感知不能相互匹配,破坏了虚拟漫游的沉浸感。基于Catmull-Rom曲线的非等距插值算法、等距插值算法和实时插值算法,分别构建3种不同的虚拟漫游路径,评价体感交互虚拟漫游的沉浸感。主观评价实验和仿真实验的结果表明:Catmull-Rom曲线的非等距插值漫游路径,无论是匀速漫游还是变速漫游,均存在明显的感知失真现象;基于Catmull-Rom曲线的等距插值漫游路径适用于匀速漫游,但不太适合用于变速漫游;基于Catmull-Rom曲线的实时插值漫游路径能实现真实运动速度与场景运动速度的匹配,较好地解决虚拟漫游时视觉感知与身体运动感知不一致的问题,增强了虚拟漫游的沉浸感。

最小旋转标架下的虚拟内窥镜自动漫游方法

为了准确地提取虚拟内窥镜的漫游路径,消除漫游过程中视觉上的画面旋转的现象,提出一种结合骨架提取与路径优化的虚拟内窥镜自动漫游方法.首先采用一种基于体素密度值加权的最短路径生成算法,在细化后的三维医学影像数据初始骨架上提取简单漫游路径;然后采用三次B样条曲线拟合方法得到最终的漫游路径;在沿此路径漫游时,通过计算最小旋转标架来优化虚拟摄像机的向上矢量,并设定向上矢量角度旋转阈值对漫游路径进行动态重采样,优化虚拟摄像机的位置参数.实验结果证明,该方法能提取准确的虚拟内窥镜漫游路径,并能获得较好的漫游视觉效果.

基于三维轻量化模型漫游方法研究

为了解决项目三维漫游制作效率低、人机交互差等问题,研究设计了一种利于制作三维漫游的方法,在React框架下,采用WebGL技术在HTML5页面上开发了Web端系统,在网页端漫游场景中可通过用户自定义漫游路径,也可导入指定漫游路径方式实现漫游功能,在漫游过程中可随时暂停,对漫游场景中的三维模型进行放大、缩小、测量、批注、剖切、查看构件属性及关联文档等相关操作,并且可以在漫游路径上加载新的三维模型到漫游场景中,恢复漫游后,系统将恢复到暂停漫游前的视角继续漫游,利用该漫游方法,有效提升了漫游的灵活性和模型操作的交互性,具有良好的推广应用前景。

基于碰撞检测的交互式三维场景漫游系统研究与实现

交互漫游是三维虚拟场景的重要组成部分,也是实现虚拟现实沉浸感和交互性的关键所在。本文重点对交互式三维场景漫游的相关关键技术,包括键盘漫游、路径漫游、碰撞检测、天空构建等进行研究。为了保证以不同方式对任何场景进行漫游,研究了多种漫游器,并实现了快速方便地切换;利用贝塞尔曲线获取平滑的漫游路径,消除了漫游时转角的抖动问题;实现了实时的动态检测;利用球形的天空盒构建了一个逼真的天空模型,并将该成果应用到三维近海场景,取得了很好的效果。

可视化及漫游技术的研究与实现

本系统是基于Creator和Vega平台,设计并实现了可选择路径的交互式漫游。根据校园内的特点,对实景进行拍摄并制作各种纹理贴图,应用photoshop软件对纹理贴图进行处理,实现了一种快速的实景建模解决方法,并使得人机工程学的理论得到了引用与应用。灵活的运用了三维建模的关键技术,建立校园的3D模型。然后将模型导入到仿真软件中设置仿真过程。并根据要求对仿真软件进行二次开发,用以实现选择路径的漫游。

基于OSG的校区漫游系统设计与实现

虚拟现实(Virtual Reality)技术是近年来一项十分活跃的研究与应用技术。它的应用领域十分广泛,主要在工程设计CAD、遥控机器人学、数据可视化、飞行模拟、多媒体远程教育、临床外科、远程医疗、艺术创作、游戏、娱乐等方面。虚拟现实技术给现代生活带来了很大的帮助,运用虚拟现实技术构造的虚拟世界可以模拟现实环境,以便帮助用户方便地研究现实中各种问题,从而大大降低研究成本。

基于区域增长技术的树状器官的骨架提取算法

提出一种树状体数据的骨架自动提取算法.通过适当地定义体素的间距,就可以借助区域生长技术在体数据中生成从给定根节点到所有体素的最短距离图.基于此距离图,骨架提取算法即可自动检测出所有体数据分支的结束节点及其到根节点的最短路径.然后,通过中心化算法删除冗余点,且保证剩余节点集中于树状体数据的中轴线上.该算法产生的骨架具有单体素宽度和26邻域连通性,可以用作虚拟内窥镜的自动漫游路径,实现所有分支的内表面浏览的自动导航.

BIM开启民航建造新未来——博鳌机场BIM实践

作为2016年博鳌亚洲论坛的重点配套项目,博鳌机场用时10个月建造完成,建造速度快于国内同类工程一倍以上。工程周期紧缩,项目定位提升,博鳌机场全建设期借助BIM技术呈现高质、高效的工程业绩,为BIM时代的机场建造提供数据参考。

漫步读城——三个“螺旋坡道”的比较阅读

选取三个以"螺旋坡道"为主要元素的建筑,在城市语境下进行比较阅读,分析其漫游路径带来的空间体验,探求其在时间、地域维度下的呼应和传承。建筑亦可作为载体成为读城的一种途径。