起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知...起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知等优点。基于此,采用虚拟现实技术建立起重装备培训和考核系统,大幅提升工人培训效果。为还原起重机真实使用场景,采用逆向工程技术对起重机及起重机厂房进行建模;针对三维虚拟场景真实性以及模型数量巨大交互模型复用性差的问题,采用细节层次(levels of detail,LOD)模型构建起重装备几何模型,从而优化系统的真实感和实时性;利用Unity平台实现了起重装备的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航;基于MySQL数据库,实时存储培训数据以及起重机重要参数数据;依据现有桥机平台对虚拟平台进行了验证,结果显示该起重机虚拟现实培训系统可以在降低培训成本的同时大幅提升了培训感官,实验效果良好。展开更多
中尺度环流在复杂的天气环境下时常被大尺度环流掩盖,不能及时获取中尺度云团的时空密度,影响了中尺度云团三维流场可视化模拟效果,为了提升可视化模拟性能,提出基于四叉树算法(levels of detail,LOD)的中尺度云团三维流场可视化模拟分...中尺度环流在复杂的天气环境下时常被大尺度环流掩盖,不能及时获取中尺度云团的时空密度,影响了中尺度云团三维流场可视化模拟效果,为了提升可视化模拟性能,提出基于四叉树算法(levels of detail,LOD)的中尺度云团三维流场可视化模拟分析方法。分析了中尺度云团三维相对流场,从中获取了中尺度云团三维流场运动规律,并基于二维直方图取得中尺度云团三维流场特征;将粒子源与四叉树结构相结合,构成四叉树粒子系统,把取得的特征映射到系统内,利用该系统中的粒子完成中尺度云团三维流场的渲染绘制,从而实现中尺度云团三维流场的可视化模拟。实验结果表明,绘制帧率对比测试、可视化模拟速率对比测试和可视化模拟效果对比测试结果清晰度较高,可视化程度较高,实用性强、可靠性高。展开更多
随着城市信息模型的发展,人们对于数据的需求也日益增加,然而,大规模的城市信息模型在传输、存储和处理等方面所面临的挑战也变得日益突出。本文旨在对城市信息模型减面技术进行综述,首先重点回顾了与CIM轻量化相关的关键技术和标准定义...随着城市信息模型的发展,人们对于数据的需求也日益增加,然而,大规模的城市信息模型在传输、存储和处理等方面所面临的挑战也变得日益突出。本文旨在对城市信息模型减面技术进行综述,首先重点回顾了与CIM轻量化相关的关键技术和标准定义,其次深入探讨了开发级别(Level of Development,LOD)在城市信息模型中的重要性和应用;最后回顾了CIM模型轻量化的具体技术方法,包括QEM(Quadric Error Metrics)和Structure-Aware等减面技术。本文旨在为城市信息模型轻量化研究提供一个全面的概述,为相关领域的研究者和从业者提供参考和启发。展开更多
Two simplification algorithms are proposed for automatic decimation of polygonal models, and for generating their LODs. Each algorithm orders vertices according to their priority values and then removes them iterative...Two simplification algorithms are proposed for automatic decimation of polygonal models, and for generating their LODs. Each algorithm orders vertices according to their priority values and then removes them iteratively. For setting the priority value of each vertex, exploiting normal field of its one-ring neighborhood, we introduce a new measure of geometric fidelity that reflects well the local geometric features of the vertex. After a vertex is selected, using other measures of geometric distortion that are based on normal field deviation and distance measure, it is decided which of the edges incident on the vertex is to be collapsed for removing it. The collapsed edge is substituted with a new vertex whose position is found by minimizing the local quadric error measure. A comparison with the state-of-the-art algorithms reveals that the proposed algorithms are simple to implement, are computationally more efficient, generate LODs with better quality, and preserve salient features even after drastic simplification. The methods are useful for applications such as 3D computer games, virtual reality, where focus is on fast running time, reduced memory overhead, and high quality LODs.展开更多
为解决核事故或其他涉核场景应急或处置训练过程中,受训人员暴露在核辐射环境下存在内外照射风险的问题,以核辐射监测训练为例,应用虚拟现实(VR)技术模拟训练过程。首先,构建点源辐射场多层介质衰减计算方法;其次,分段线性简化探测器角...为解决核事故或其他涉核场景应急或处置训练过程中,受训人员暴露在核辐射环境下存在内外照射风险的问题,以核辐射监测训练为例,应用虚拟现实(VR)技术模拟训练过程。首先,构建点源辐射场多层介质衰减计算方法;其次,分段线性简化探测器角度响应曲线,以模拟探测器对方位角度的响应;然后,开发考虑物体遮挡以及探测器角度响应的虚拟探测器读数实时计算模型;最后,构建全沉浸式虚拟训练系统。结果表明:系统计算的虚拟探测器位置处剂量率值与美国保健物理学会(HPS)Rad Pro Calculator计算结果一致,符合物理规律;探测器读数根据探测器方位角和空间位置进行修正,可还原真实探测过程中探测器显示数值变化,受训者在虚拟训练过程中得到与真实核辐射监测相似的反馈;从实时虚拟辐射场计算、核辐射监测设备仿真到人员全沉浸体验的系统优化设计,能够避免受训人员赴真核环境训练核辐射对身体健康的影响,有助于提高受训人员应急辐射监测能力水平。展开更多
文摘起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知等优点。基于此,采用虚拟现实技术建立起重装备培训和考核系统,大幅提升工人培训效果。为还原起重机真实使用场景,采用逆向工程技术对起重机及起重机厂房进行建模;针对三维虚拟场景真实性以及模型数量巨大交互模型复用性差的问题,采用细节层次(levels of detail,LOD)模型构建起重装备几何模型,从而优化系统的真实感和实时性;利用Unity平台实现了起重装备的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航;基于MySQL数据库,实时存储培训数据以及起重机重要参数数据;依据现有桥机平台对虚拟平台进行了验证,结果显示该起重机虚拟现实培训系统可以在降低培训成本的同时大幅提升了培训感官,实验效果良好。
文摘中尺度环流在复杂的天气环境下时常被大尺度环流掩盖,不能及时获取中尺度云团的时空密度,影响了中尺度云团三维流场可视化模拟效果,为了提升可视化模拟性能,提出基于四叉树算法(levels of detail,LOD)的中尺度云团三维流场可视化模拟分析方法。分析了中尺度云团三维相对流场,从中获取了中尺度云团三维流场运动规律,并基于二维直方图取得中尺度云团三维流场特征;将粒子源与四叉树结构相结合,构成四叉树粒子系统,把取得的特征映射到系统内,利用该系统中的粒子完成中尺度云团三维流场的渲染绘制,从而实现中尺度云团三维流场的可视化模拟。实验结果表明,绘制帧率对比测试、可视化模拟速率对比测试和可视化模拟效果对比测试结果清晰度较高,可视化程度较高,实用性强、可靠性高。
文摘随着城市信息模型的发展,人们对于数据的需求也日益增加,然而,大规模的城市信息模型在传输、存储和处理等方面所面临的挑战也变得日益突出。本文旨在对城市信息模型减面技术进行综述,首先重点回顾了与CIM轻量化相关的关键技术和标准定义,其次深入探讨了开发级别(Level of Development,LOD)在城市信息模型中的重要性和应用;最后回顾了CIM模型轻量化的具体技术方法,包括QEM(Quadric Error Metrics)和Structure-Aware等减面技术。本文旨在为城市信息模型轻量化研究提供一个全面的概述,为相关领域的研究者和从业者提供参考和启发。
文摘Two simplification algorithms are proposed for automatic decimation of polygonal models, and for generating their LODs. Each algorithm orders vertices according to their priority values and then removes them iteratively. For setting the priority value of each vertex, exploiting normal field of its one-ring neighborhood, we introduce a new measure of geometric fidelity that reflects well the local geometric features of the vertex. After a vertex is selected, using other measures of geometric distortion that are based on normal field deviation and distance measure, it is decided which of the edges incident on the vertex is to be collapsed for removing it. The collapsed edge is substituted with a new vertex whose position is found by minimizing the local quadric error measure. A comparison with the state-of-the-art algorithms reveals that the proposed algorithms are simple to implement, are computationally more efficient, generate LODs with better quality, and preserve salient features even after drastic simplification. The methods are useful for applications such as 3D computer games, virtual reality, where focus is on fast running time, reduced memory overhead, and high quality LODs.
文摘为解决核事故或其他涉核场景应急或处置训练过程中,受训人员暴露在核辐射环境下存在内外照射风险的问题,以核辐射监测训练为例,应用虚拟现实(VR)技术模拟训练过程。首先,构建点源辐射场多层介质衰减计算方法;其次,分段线性简化探测器角度响应曲线,以模拟探测器对方位角度的响应;然后,开发考虑物体遮挡以及探测器角度响应的虚拟探测器读数实时计算模型;最后,构建全沉浸式虚拟训练系统。结果表明:系统计算的虚拟探测器位置处剂量率值与美国保健物理学会(HPS)Rad Pro Calculator计算结果一致,符合物理规律;探测器读数根据探测器方位角和空间位置进行修正,可还原真实探测过程中探测器显示数值变化,受训者在虚拟训练过程中得到与真实核辐射监测相似的反馈;从实时虚拟辐射场计算、核辐射监测设备仿真到人员全沉浸体验的系统优化设计,能够避免受训人员赴真核环境训练核辐射对身体健康的影响,有助于提高受训人员应急辐射监测能力水平。
