基于Unity 3D的数控铣床装调检测虚拟仿真平台设计

利用Unity 3D技术开发数控铣床装调检测虚拟仿真平台,为高校大型设备人机交互操作和数据可视化实验实训教学改革提供了新思路,对提升办学水平和推进学科专业建设具有重要的促进作用。

3D Vector Reconstruction of the Neck Skeleton from the Anatomical Sections of Korean Visible Human at the Anatomical Laboratory of Paris Descartes

Aim: To perform a vector 3D reconstruction of the neck skeleton from the anatomical sections of the “Korean Visible Human” for educational purposes. Material and Methods: The anatomical subject was a 33-year-old Korean male who died of leukemia. It measured 164 cm and weighed 55 kgs. The anatomical cuts were made in 2010 after an MRI and a CT scan. A special saw (cryomacrotome) made it possible to make cuts on the frozen body of 0.2 mm thick or 5960 slices. Sections numbered 1500 to 2000 (500 neck sections) were used for this study. Manual contouring segmentation of each anatomical element of the anterior neck area was done using Winsurf software version 3.5 on a PC. Results: Our vector 3D neck model includes the following: cervical vertebrae, hyoid bone, sternum manubrium and clavicles. This vector model has been integrated into the virtual dissection table Diva3d, a new educational tool used by universities and medical schools to learn anatomy. This model was also put online on the Sketchfab website and printed in 3D using an ENDER 3 printer. Conclusion: This original work is a remarkable educational tool for the study of the skeleton of the neck and can also serve as a 3D atlas for simulation purposes for training therapeutic gestures.

3D Vector Reconstruction of the Muscles of the Ventral Region of the Neck from Anatomical Sections of Korean Visible Human at the Paris Descartes Anatomy Laboratory

Objective: To carry out a 3D vector reconstruction of the muscles of the ventral region of the neck from anatomical sections of the “Korean Visible Human” for educational purposes. Materials and Methods: The anatomical subject was a 33-year-old Korean man who died of leukemia. He was 164 cm tall and weighed 55 kgs. The anatomical sections were made in 2010 after an MRI and a CT scan. A special saw (cryomacrotome) made it possible to make cuts 0.2 mm thick on the frozen body, i.e. 5960 cuts. Sections numbered 1500 to 2000 (or 500 cuts covering the neck) were used for our study. A segmentation by manual contouring of each anatomical element of the anterior neck region was done using Winsurf version 3.5 software on a laptop PC running Windows 7 equipped with an 8 gigabyte RAM. Results: We modeled the sternocleidomastoid muscles, the supra-hyoid muscles, the infra-hyoid muscles and the muscle structures of the anterior neck region, the aero-digestive axis of the anterior neck region and the vasculo-nervous axis of the neck. This model is easily manipulated using the Acrobat 3Dpdf interface. Each item accessible in a menu can be displayed, hidden or made transparent, and 3D labels are available as well as educational menus for learning anatomy. This vector model has been integrated into the Diva3d virtual dissection table, a new educational tool used by universities and medical schools to learn anatomy. This model was also uploaded to the Sketchfab? website and 3D printed using an ENDER? pro 3 printer. Conclusion: This original work constitutes a remarkable educational tool for the anatomical study of the anterior neck region and can also be used as a 3D atlas for simulation purposes for training in therapeutic gestures.

基于VR一体机的古生物三维虚拟复原软件系统设计

古生物化石复原对于古生物、古地理、古气候等研究具有重大意义,但存在模型复原制作难度大、工艺成本高等问题。本文基于VR一体机硬件平台,利用虚拟现实技术开发了古生物三维虚拟复原软件系统。通过建模软件3DMax联合ZBrush精雕复原实物模型,基于三维引擎Unity3D与SteamVR协同开发了还原度高的三维空间程序,打造了交互物体展示和场景漫游控制相结合的“沉浸式”拟真三维操作环境。经HTCVIVE VR一体机对软件系统测试结果显示,软件运行流畅,具有很强的通用性,模型导入方便,交互功能便于二次开发扩展。

3D-VR色彩视觉舒适度评价

随着虚拟现实(virtual reality,VR)技术的发展,3D-VR视频已成为技术与商业热点.3D-VR多机拍摄会导致部分画面出现色彩差异,影响观众的观影体验.定量分析视频中左右视差图亮度、饱和度、色相差异对观众舒适度的影响.通过主观评价实验,基于HSL(色相(hue)、饱和度(saturation)、亮度(lightness))颜色空间建立了3D-VR视频纹理差异与舒适度关系模型.根据舒适度评价模型设计了舒适度预警平台,为3D-VR影视内容创作和制作提供服务.

基于Unity3D的虚拟汽车试验场漫游系统

虚拟汽车测试试验场是智能汽车虚拟测试的基础,它的研究和创建对智能汽车虚拟仿真测试具有重要意义。文中以长安大学渭水校区汽车测试试验场的数字化虚拟漫游的研究为主要内容,利用3Dmax建模软件和游戏引擎工具Unity3D,开发出了一套虚拟汽车试验场漫游系统仿真软件。该系统采用多场景建模方法,构建虚拟汽车测试试验场的三维场景,如模拟汽车测试试验场的高速环道、坡道、弯道、龙门架、交叉口、S弯等真实场景,并结合驾驶模拟器以第一人称视觉进行虚拟汽车试验场的漫游,驾驶员可直接控制虚拟场景里的车辆行驶,增强人机交互的体验。通过漫游效果可知,该系统为智能汽车的虚拟仿真测试提供了高逼真度的真实测试环境,简化了室外汽车道路测试的步骤,大大地节约了测试成本,对智能汽车性能的测试提供了一种新的测试途径。

基于Web的3D虚拟人智能导诊系统设计

为了实现全天候的在线智能导诊功能,通过设计3D虚拟人,采用x3Dom结合.net和数据库技术,增强在线虚拟人表情和动作的真实感,提高虚拟人的智能化程度,实现基于Web的3D虚拟人智能导诊系统,可有效提高就诊效率,提升服务质量.

基于Web的3D智能虚拟人估计及系统实现

随着互联网和软件的不断发展及对人们工作和生活的不断渗透,产生了对各种智能交互系统的需求,智能虚拟人就是一种很好的方式来实现和满足智能交互的需求。通过结合课本知识,网上资料和导师的指导研究了网站搭建技术和3D建模技术两者的有效结合的系统,最主要是构建一个智能的3D虚拟人,充当房子导购员与进入网站的顾客进行简单的房屋展示和简单的买卖房子交流从而做出正确的购房选择。

基于Web3D的博物馆服饰虚拟展示关键技术研究进展

系统总结了基于Web3D的博物馆服饰虚拟展示所涉及的关键技术,即三维服装建模、三维人体建模、碰撞检测以及Web3D虚拟引擎技术;在对国内外研究工作的基础上进行总结和分析,阐述了各项技术的研究现状及特点,指出制约馆藏服饰虚拟展示的技术瓶颈,并展望各关键技术在促进博物馆服饰虚拟展示方面的发展方向。

Web 3D智能虚拟人设计

针对智能交互系统的需求,设计一种基于3D Max、MS3D和Java的Web智能虚拟人系统,虚拟人能够根据用户的要求,智能化地做出各种反应,按照一定的策略提供信息给用户,并辅以形象的动作。该系统运算量小适用网络环境,并具有良好的交互性。

3D手势计算支持的教学应用研究

3D手势计算将人机交互从二维扩展到三维,促进了用户与虚拟对象的自由交互,能够为学习者提供新型的学习过程体验。在阐述3D手势计算的三维化、自由化以及视觉化特征的基础上,分析学习者身体行为对于大脑学习的影响,探索3D手势计算应用于教育的理论基础。同时,通过进一步剖析该技术在阅读、外语、科学和技能训练四个方面的教学应用典型案例,论证了3D手势计算对于教育教学过程的支持以及实践效果。研究表明,3D手势计算所支持的学习者手势乃至身体行为,能够有效促进学生对于复杂知识的理解,激发学生的学习兴趣。

针织羽毛球裙3D虚拟造型与舒适性研究

针织羽毛球裙的服装压力会对运动员心理和生理产生影响,实际运动姿态下这种服装压力测试比较困难。文中以服装CAD和CLO 3D软件为工具,建立3D虚拟运动姿态下的针织羽毛球裙模型,并根据开衩量的变化,对针织羽毛球裙虚拟压力进行记录和分析,得出开衩量影响针织羽毛球裙虚拟压力的基本规律。该研究为改善针织羽毛球裙的造型性、运动功能性及压力舒适性提供了理论参考。

基于多传感器网络的三维虚拟场景人机交互研究

过去的人机交互技术大多采用触摸屏、键盘、操纵杆等,这种交互技术没有三维虚拟场景的体验特点,导致人机交互准确率不高。因此,提出基于多传感器网络的三维虚拟场景人机交互研究。需要构建多传感器网络素材库,根据素材库中的数据导入三维虚拟场景,调整细节参数,从而设计出三维虚拟场景。通过客户端结构进行信息交互,执行安全控制的指令,再修改场景数据参数,成功采集了三维虚拟场景下人机交互的数据。通过设计三维虚拟场景及采集三维虚拟场景人机交互数据,同时采用多传感器网络融合机制,实现了三维虚拟场景人机交互。进行仿真对比实验,表明所研究的三维虚拟场景人机交互准确率始终控制在95%以上,更具有研究价值。

基于非均匀有理B样条的中国数字人女性可变3D模型的构建

目的建立包含内部器官,特别是生殖系统的中国数字人女性3D模型,并实现可变模型构建。方法对"中国数字人女一号"高分辨率数据集的原始彩色断层切片数据进行自动分割和半自动交互分割,将分割后的二值化数据转化为基于非均匀有理B样条的三维曲面,进行三维重建。结果得到了各器官3D模型,女性生殖系统模型清晰显示出各生殖器官的空间形态和位置关系。结论经过对中国女性数字人断层图片的处理,得到了器官完整的可变3D模型,便于构建个体化计算模型,开展航天辐射防护、临床放射治疗等方面的研究。

3D服装CAD软件的研究与对比

对现有的发展比较成熟的3个服装CAD软件中的3D模块(V-Stitch,3D Fit,3D Runaway)进行调研。服装3D模块主要包括人体测量技术,织物仿真,三维人体建模,虚拟缝合等,基于此,对3个软件在这些方面的相同点和不同点进行分析。并对3D服装CAD软件虚拟缝合后的仿真效果进行对比,从而了解服装CAD软件的发展水平,为企业选择产品提供参考。

基于Unity3d的变电站虚拟仿真培训系统构建

针对目前电力培训难以满足受训人员在变电站现场实际操作与设备学习,且系统功能单一,受训人员体验度不高,培训效率低下等问题,构建了一套基于Unity3d的变电站虚拟仿真培训系统.通过3D建模、场景搭建、脚本逻辑设计、功能模块开发等实现了在虚拟变电站漫游巡视、设备学习、故障重现、模拟演练、答题考核等培训功能.测试结果表明,该系统具有良好的沉浸感和交互性,可降低培训成本,实际应用效果良好.

基于Java3D的机械臂三维虚拟场景创建及运动学仿真

针对常规方法所构建的机械臂运动仿真可视化虚拟环境并非基于网络特性的问题,研究并采用了Java3D与VRML相结合的方法。通过Loader接口导入VRML造型文件并将其添加到Java3D场景图中进行装配,借助Java语言强大的事件处理模型,结合Java3D中的Interpolator内插器对象和Alpha对象,实现了简单的人机交互操作。最后以实验室的某型号四自由度机械臂为例,成功实现了一个基于Java3D的交互式可视化机械臂运动仿真虚拟环境创建,并采用标准的D-H参数法进行了机械臂正、逆运动学分析与仿真。研究结果表明,该基于Java3D开发的机械臂三维运动仿真系统,不仅效果逼真,而且适于网络的传输,实现了既定的效果;该研究工作在机械臂仿真中具有较大的应用价值。

人体腹腔器官的三维重建与形变切割仿真

通过将传统面模型转换为体模型的方法,实现了包含肝脏、胃、结肠和胆囊等多个器官的人体腹腔结构的形变、切割与碰撞仿真。首先,以生理学腹腔解剖结构为依据对腹腔内各器官进行三维模型重建;然后,根据腹腔内各器官的生理位置和悬挂方式确定三维模型之间的相对位置,并设置合理的边界约束条件,将三维模型转换为基于体素的体模型;最后对体模型赋予生物力学性质并进行仿真。实验结果表明,该方法能够在保证仿真帧数较稳定的同时产生真实合理的形变、切割和碰撞仿真效果,并且在包含多个器官的情况下依然可以满足视觉实时性要求。

3D服装CAD关键技术研究综述

随着3D设计技术的发展,3D GCAD也成为热点,但3D GCAD仍存在诸多难点。3D服装CAD系统是建立在3D人体模型上的尺寸信息提取、服装设计、虚拟试衣、动画模拟及基于互联网的定制、销售和展示等技术的集成。根据对其特征以及技术实现的总结,分析得出3D人体测量技术、3D服装人体建模技术、虚拟服装展示和3D服装展成2D衣片是3D服装CAD关键技术研究的热点,通过比较每种技术总结了3D服装CAD技术的发展趋势。

3DS MAX与虚拟现实构建过程中的融合

虚拟现实技术是人们向计算机空间概念探索的一种新技术,它通过计算机软、硬件等的不断发展,使人机交互功能更加强大,使人与计算机的交流更加自然流畅。虚拟现实环境的构建是在计算机三维空间构建基础上实现的,3DS MAX软件是对虚拟现实技术支持最好的一个三维制作软件。