物理引擎与图形渲染引擎绑定的研究与实现

近年来,物理引擎在计算机仿真模拟和游戏应用等领域扮演着越来越重要的角色。一款专业的图形渲染引擎与物理引擎相融合,能够更好地体现出虚拟现实场景的逼真性。在对国外专业的面向对象图形渲染引擎和牛顿物理引擎的基本内容和设计原理进行研究的基础上,分析了如何有效地将物理引擎与图形渲染引擎相互绑定,并给出了绑定系统的类库结构及实现方法。最后在实现的绑定平台下构建出了两个体现物体物理特性的虚拟场景。

基于OGRE的智能游戏引擎的设计与实现

基于OGRE(Object-oriented Graphics Rendering Engine)设计并实现了一个智能游戏引擎OIGE(OGRE-based Intelligent Game Engine),OIGE具有较完善的功能,包含游戏开发各个环节所需的关键模块,如人工智能系统、网络系统、物理系统、声音系统、输入系统等,OIGE采用面向对象机制来设计和实现,以保证系统结构清晰且具有良好的可扩展性。详细分析OGRE渲染系统和介绍AI智能系统的设计和实现,此外,基于OIGE引擎开发了一个简单的小游戏,对系统功能进行了初步验证。

基于OGRE的角色动画的实现

在游戏以及虚拟现实中,角色动画是比较常见的,利用OGRE图形渲染引擎实现角色的移动,并根据当前角色的状态设置其对应的动画,提供了逼真的图形表现。

分布式多交互虚拟场景渲染的协同控制

针对分布式多交互虚拟现实系统场景渲染的协同控制问题,构建了基于分布式开放灵活的多交互虚拟现实系统结构,将协同交互技术集成到虚拟现实系统设计中,设计包含控制平台、网络服务平台和渲染平台的系统架构,提出了一种基于OGRE的分布式多交互实时协同渲染方法。完成了单个控制节点对应多个渲染节点时,多个渲染节点渲染场景的实时同步,以及多个控制节点在同一场景中的协同、交互。此研究成果应用于河北大学虚拟漫游交互控制平台,具有广阔应用的前景。

三维建筑模型中的钢筋动态模型生成与渲染

针对以往生成钢筋模型方法中存在模型可调控性差、数据量大等问题,对基础钢筋模型进行了数学分析,建立了圆柱形、圆弧形基础钢筋模型。以此为基础,采用可扩展标记语言(extensible markup language,XML)定义了一个基础钢筋模型存储格式和一个复杂钢筋模型存储格式,采用面向对象图形渲染引擎(object-oriented graphics rendering engine,OGRE)实现了对模型数据的读取和渲染。仿真结果表明,该方法生成的各种钢筋模型数据量小、可调控性强、在连接处光滑逼真、仿真效果良好,为各种建筑仿真软件中钢筋的生成提供了一种更快、更有效的方法。

基于OGRE粒子系统的喷泉模拟

粒子系统在计算机图形学中占有至关重要的地位,被用于实时模拟自然景物和现象中.在粒子系统的基本理论结构上研究了面向对象的图形渲染引擎(OGRE)粒子系统的核心原理以及粒子脚本语言.提出了一种基于OGRE粒子系统的喷泉模拟方法,在该图形渲染引擎下实现了多种喷泉效果.使用这种简本语言使程序员更容易开发,大大提高了喷泉模拟的开发速度和开发效率.

基于OGRE的双目立体显示研究与实现

双目立体显示是计算机图形学中的一项前沿技术,在虚拟现实领域发挥着重要作用.分析了双目立体显示的原理,根据平行双目投影模型,提出一种基于OGRE(面向对象图形渲染引擎)的双目立体显示方案.该方案充分利用OGRE中的虚拟摄像机和视口合成技术,并在底层结合CG脚本,保证了渲染的效率.结果表明,对于正负两种视差,该方案均有明显的立体效果,并能灵活漫游及更换不同的场景,非常适合实际应用.

运载火箭可视化仿真系统的设计与实现

研究了基于高层体系结构（high level architecture，HLA）技术的运载火箭可视化仿真系统体系结构的设计与实现，提出了“超联邦”的概念，实现了一种支持多联邦、多人同时操作的仿真控制平台，开发了OGRE—RTI（run—time infrastructure）适配器，实现了面向对象图形渲染引擎（object—oriented graphics rendering engine，OGRE）在HLA／RTI环境中的有效集成。

碰撞检测在三维场景漫游中的研究与实现

碰撞检测是三维漫游中的一项重要功能。通过面向对象图形渲染引擎(OGRE)构建了一个模拟三维漫游系统,利用OgreNewt结合Newton库在系统中实现碰撞检测功能。碰撞检测包围盒均采用3DSMax创建,利用OgreNewt中的碰撞检测树解析,既保证了碰撞的精确性,又节省了编码工作量。适用于层次结构较复杂的三维场景的加载和碰撞检测。

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。

动态地形可视化算法-IDTRA

动态战场地形可视化主要研究动态战场地形仿真中动态地形实时三维渲染的方法。动态战场地形仿真能够提高战场环境仿真的可信度和逼真度。在DEXTER-ROAM算法的基础上提出了一种改进的动态地形ROAM算法-IDTRA,IDTRA把视景剔除阶段分两步来执行:第一步使用地形块进行粗剔除,第二步使用菱形进行细剔除。针对目前动态地形可视化实现方法的不足,基于OGRE渲染引擎设计了支持三维战场可视化的演示系统。最后通过炸弹攻击坦克分队的过程演示了动态弹坑的可视化,验证了算法的可行性。结果表明IDTRA算法,在显示速度和效果方面都能够满足动态战场地形可视化的要求。

太空场景的仿真及其应用效果

利用Microsoft Visual Studio和OGRE图形资源,以太阳系行星运动为背景,开发一个行星运行模拟系统,探讨构建太空场景的计算机模拟方法.采用的方法有:对于三维对象的静态,利用模型制作软件(如3DMax)将实体对象制作出来;对于三维对象的运动,用适当的计算方法进行编程实现.天体运动的仿真方法均通过编程得以模拟实现,能够自行在3D空间中运转.实验表明所设计的仿真方法,利用3D图形资源易于实现.

基于OGRE的国网电力巡线软件的设计与实现

在获取地形数据并建立三维模型的基础上,按照国网电力巡线的行业应用要求,研究设计了国网电力巡线软件并基于开源引擎(面向对象图形渲染引擎(OGRE))实现。该软件开发集成了三维场景显示、漫游浏览、选择点云图层、改变电力线颜色、净空排查、显示定位塔杆以及三维测距等功能,很好地满足了行业应用要求,为巡线软件的工程化奠定了坚实的基础。

基于OGRE的海量模型动态调度的研究与实现

针对OGRE不能实现海量三维模型动态调度的情况,实现了以单个模型为单位的动态加载卸载,实现了预加载,解决了模型"突现"的问题;对离开窗口的模型进行判断,删除过期的模型;对于采用多个细节层次的情况,没有用到的细节层次模型也会从内存卸载。实验结果表明,改进之后,内存占用率大大降低,缓解了内存压力,表明了该方法具备有效性。

基于HLA的炮兵分队作战仿真系统研究

分析了分布式虚拟战场环境军事仿真系统的特点,设计了基于HLA的炮兵分队射击指挥作战仿真系统的体系结构,给出了各联邦成员划分、功能说明以及SOM的设计。设计了基于RTI与OGRE技术的联邦成员模型,该模型给出了一种通信机制,通信机制的核心在于通过3个监听器调动OGRE渲染引擎与RTI仿真推进引擎间的通信,两个引擎只通过信息层交互从而减少了两者的关联,保障了人机交互和RTI通信同时进行的效率要求。实验结果验证了仿真系统设计的可靠性和效率,为更大规模的炮兵体系对抗仿真系统开发奠定了基础。

三维场景中的真实环境水体特效模拟研究

本文利用目前已有的技术环境,使用Visual Studio 2005sp1在DirectX SDK Dec2006与OGRE类库对三维场景中的水体效果进行实现。三维水体主要实现动态水面效果,包括反射、折射和波动的海面效果,并且对水面材质、波动的纹理、波动幅度等细节进行设置。另外,本文还对实现水体效果的四种主流方法进行比较,指出各种方法比较适用的水体效果。

城市轨道交通客流疏散效果展示模块设计与实现

基于疏散动态学的理论,归纳研究中美两国在地铁设计中有关客流安全疏散方面的国家规范后,开发了计算机模拟仿真客流疏散系统的部分功能,使用OGRE设计并实现了系统的客流疏散效果展示模块.用户通过使用此模块,可以方便地观察到目前已经搭建的地铁站客流疏散模型的直观效果.此模块运用颜色渐变过渡的方式展现了真实客流疏散的区域密集程度.设计并实现了客流疏散系统全方位空间坐标系模块与客流疏散系统子场景坐标转换机制,让用户在使用本系统搭建场景时更加人性化,并在模块接合方面对模块化合作完成客流疏散系统提供很大的便利.