基于OpenSceneGraph的大场景三维浏览系统设计与实现

文中主要研究了基于OpenSceneGraph的大场景三维模型的建立、三维浏览系统设计与实现。首先在3DMax中建立场景中的独立模型,利用VirtualPlanetBuilder建立场景DEM模型,最后利用Visual Stidio和OpenSceneGraph设计并开发了大场景三维浏览系统,实现了三维场景模型的加载、浏览和漫游功能。

多光源照射下目标图像实时生成方法

由于地理位置、太阳、大气环境等因素限制,无法获取空间目标在各种姿态、光照条件、特别是激光、太阳和背景光共同作用下的实际成像。提出一种多光源照射下目标图像实时生成方法。该方法基于计算机图形学中纹理映射思想,采用现代图形显卡编程技术和帧缓存对象特性,在GPU(Graphics Processing Unit)端采用着色器语言实现多光源作用下目标亮度值高效计算和真实感增强;采用开源三维图形引擎OSG(Open SceneGraph)支持多种格式三维模型文件,提高与国产麒麟操作系统及常用战场态势显示软件的兼容性。仿真实验验证了该方法的有效性和优越性。

基于OSG的三维仿真平台的设计与实现

为了使仿真设计用户高效、快速地制作各类仿真应用系统,采用OSG(Open Scene Graph)技术,开发了一个实用方便的三维仿真设计平台(简称3DVR)。该平台在OSG基础上加以扩展,采用底层模块隐藏封装、模块整合等技术,构成一个使用更加方便的高级API函数库,在必要时可以使用底层函数进行二次开发。文中具体介绍了该平台各模块功能和特点、体系结构、相应关键技术以及应用实例,提供了一种可供进一步研发复杂仿真系统与应用的标准中间件的的方法,封装了各种通用的复杂仿真算法,使编程工作变得简洁明快。

基于OSG的船桥碰撞检测技术仿真

为进一步提高船舶操纵模拟器的真实性,使其更加有效地应用于港航论证和船舶操纵模拟培训中,业界一直致力于研究较为关键的模型碰撞检测技术。在介绍船舶操纵模拟器视景系统、Multigen Creator三维场景建模技术和OSG三维场景渲染技术的基础上,通过分析多种包围盒技术并比较其优劣,在满足精度要求的前提下,选取轴向包围盒技术分别构建船舶和桥体的碰撞检测包围盒,并提出相应的检测算法及优化方案,最后成功应用于船舶操纵模拟器的视景系统中。

基于OSG数字林分景观可视化技术研究

大规模林分场景建模和实时绘制对于模拟林分生长具有重要意义。本文定义了一个基于树龄分枝的树木表达模型,该模型可构建形态结构不规则、灵活的树木模型;在林分场景绘制中,提出了一种基于OSG大规模林分场景的实时绘制技术,利用存储在XML文件中真实的林分调查数据可以实时绘制三维林分场景。林分树木场景数据量大,为了提高场景渲染的效率,利用OSG场景图来组织和优化场景数据;在林分单元格的绘制中引入3D树木的LOD网格简化和PageLOD数据库分页机制实现大规模数据调度。实例证明,所绘制的大规模林分场景能满足用户的实时交互需求。

基于OSGEarth的城市三维地物模型组织与调度研究

基于OSG开源工程采用可见性裁剪、LOD与动态调度等技术,分别对静态加载模型、静态加载LOD模型、动态加载和结合四叉树动态加载、瓦片式动态加载等进行试验分析,研究了城市三维地物模型的组织与调度方式,实现了基于OSGEarth城市三维场景构建,取得了良好的效果,为城市三维信息服务平台的建设提供空间框架和理论支持。

基于OSG的视点跟随技术在船舶驾驶仿真系统中的应用

针对视景仿真中视点跟随技术开发的难点,详细分析了物理模型运动的矩阵计算原理,利用OSG三维渲染开源平台,借助船舶驾驶航行系统实现了两种第一人称漫游,即视点跟随键盘响应事件与视点和跟随节点的完全联动.重点介绍了视点跟随完全联动原理,指出此视点跟随方法更加接近真实世界,此第一人称视点跟随效果,包括无风浪情况和有风浪情况的视点跟随,使得此项技术应用范围拓展到几乎所有的仿真视景漫游程序的开发中.

基于OSG的水电站施工计划与进度虚拟仿真平台

为直观地展示水电工程的施工计划与施工进度,以OSG(OpenSceneGraph)三维引擎为核心,设计并建成水电站施工计划与施工进度三维虚拟仿真平台。该平台通过标准活动划分的结构编码、结构数据库、三维模型、算法程序,建立工程项目计划数据、施工现场实时数据与三维数字模型之间的关联,提供计划与进度的多种可视化演示,可以进行工程信息三维可视化查询,为水利工程设计和施工管理提供有力的支持。

基于OSG的镜面反射特效的实现

针对虚拟现实领域中如何提高渲染性能的问题,提出采用OSG(Open Scene Graph)图形开发接口实现镜面反射特效。由于镜面反射特效中的反射映像需通过绘制被反射物体的镜像拷贝来实现,而OSG的场景图技术支持对象实例的重用,它可以在一次加载几何体模型的情况下,给模型添加多个父节点,用以绘制不同状态的模型。同时,OSG采用StateSet类管理渲染状态,每个StateSet对象可以自动优化状态设置,使状态转变量最小,从而提升渲染性能。实验证明,用OSG开发库可以快速模拟出真实的镜面反射现象,并有效避免了冗余状态的设置。

虚拟场景的管理及其在OSG中的应用

虚拟场景是虚拟现实应用中必不可少的部分,但是由于其构成的复杂性使得对它的管理和编辑非常困难。在构建虚拟现实引擎时,如何更好地组织和管理虚拟场景对加快显示速度以及提高场景编辑效率都非常重要。本文论述了利用OSG提供的管理方式组织虚拟场景的方法,对工程实践有一定的参考意义。

基于OSG的分形L-系统三维树木仿真

对现实中的树木结构进行研究,在L系统的基础上对字符集进行扩展,设计了更加丰富的树木L文法描述,提出了比较符合树木生长过程的几何幂衰减规律,并结合图形渲染引擎OSG(open scene graph)实现了三维树木的树干部分的绘制。通过给树木的树干部分添加纹理、绘制树叶并给树叶添加阴影,使得绘制的树木更加真实自然。将绘制的树木作为一个节点加载到虚拟场景中,增强了虚拟场景的真实感。

osgEarth在三维GIS开发中的研究与应用

针对通用三维GIS平台开发提供了一种基于开源跨平台三维GIS渲染引擎osgEarth的技术方案,并对其中大地形三维模型实时生成和加载、LOD分页数据等关键技术展开了研究。分析了osgEarth的特点和数据加载流程,结合实际项目应用介绍了平台方案的实现及效果,对于工程实践有一定的指导意义。

基于OSG的虚拟校园漫游系统的设计与实现

基于OSG实现了北京信息科技大学北京机械工业学院的校园漫游系统,可以以多种方式和路径漫游实现自动和手动漫游,并且可以设定背景特效,具有场景定位功能。结合OSG技术阐述了其系统功能结构及关键技术,提出了针对漫游系统在建模中容易犯的错误,并且讨论了OSG编程过程中出现的内存泄漏问题的解决方法等。

基于osgEarth三维数字地球建设的研究

基于osg Earth开源工程是将地理信息系统和虚拟现实技术结合起来的一个重要应用。以基于osg Earth三维数字地球建设的研究为例,采用LOD与分页、动态调度等技术。研究了三维地形、影像、地物组织、调度及融合方式;设计了地球影像数据获取、坐标纹理校正、earth文件编写、矢量数据栅格化显示;分析了osg Earth中绘制线状矢量数据的模板体技术和该技术所隐藏的场景层次结构。在Visual Studio 2010平台下,使用Open Scene Graph语言进行编程,证明了该技术的可行性,实现了三维数字地球的建设。

基于OSG的飞行仿真系统视景平台的研究与开发

分析了飞行仿真系统的特征,并对其应用需求进行分析,在此基础上完成了系统视景平台的规划与设计。采用OpenSenceGraph(OSG)开源场景图形库对视景平台进行开发,针对需求分析实现了飞行仿真系统视景平台各模块的基本功能。

基于OSG的飞行视景仿真平台开发

OSG(Open Scene Graph)是一个出色的视景仿真开源软件包,基于OSG可以开发高拟真度低费用的飞行视景过程。但是由于OSG是基础类库,因而有必要对其进行二次开发以降低视景过程的开发难度和开发周期。首先论述了OSG的体系结构,并依据装配式的视景仿真生成思想,设计了基于OSG的飞行视景仿真软件平台FSS的顶层结构体系。基于该顶层设计,实现了软件的开发,通过示例可以看出,在FSS上可以简单、快速实现飞行视景过程的创建,从而大幅度降低了飞行视景仿真过程开发的周期和难度。

基于OSG的人体经络信息可视化平台

为了直观地观察本来不可见的人体经络系统,本文根据高性能3D图形库OSG的特点,设计并实现一个人体经络信息可视化平台。平台分为人体经络系统数字建模和人体经络系统的规律和功能可视化两个部分,通过用户图形界面将它们有机的联系在一起。事实证明:该平台可以形象直观地表达抽象的经络信息,并为经络的学习和研究提供强有力的工具。

在OSG中的实现三维物体的标准变换

针对采用OSG实现虚拟场景中三维物体标准变换的方法进行阐述,分析变换过程中出现的问题及原因.采用将物体中心点坐标同世界坐标系原点重合的方法解决了相关错误,获得了预期的效果.

基于OSG的三维数字地球引擎设计与实现

针对三维数字地球引擎的建设需求,结合场景图形管理技术和软件构件化设计思想,进行了面向实际工程应用的三维数字地球引擎框架结构设计和关键技术及解决途径分析。该引擎将三维地理信息、虚拟现实、粒子效果、立体声效、流媒体视频等进行一体化集成实现,便于适应复杂环境的模拟、分析和监视,应用前景广阔。

基于OSG的城市三维信息服务平台研究

城市三维信息服务平台建设是数字城市建设的关键与核心,本文着重研究采用开源的三维图形引擎(OSG)、开源GIS服务器、开源数据库、开源Web服务器等设计一套全开源的城市三维信息服务平台,并重点介绍系统核心功能的实现,以期能为城市三维信息服务平台的建设提供一种可行的开源解决方案。