基于元宇宙MR的通信工程实施建模应用平台研究

基于混合现实平台,研究开发通信工程实施建模应用平台,构建通信工程高频常用设备三维模型,关联自动识别功能,通过视觉凝视、手势控制、语音输入等进行人机实时交互,实现实时的自动识别、施工操作指引,提高通信工程施工效率和质量。

一体机式虚拟数字人的设计与实现

虚拟数字人是人工智能与元宇宙应用的交叉点,也是当今线上与线下人机交互的新兴渠道之一。虚拟数字人涉及控制引擎、自然语言处理、3D图形渲染、语音识别与合成等技术领域,需要软硬件栈多层次的协同设计。为此,基于一体机部署模式的OMHuman虚拟数字人解决方案提出一套松耦合式控制引擎,采用独立显卡实现图形渲染,并通过自研算法在Intel OpenVINO计算引擎上实现人工智能模型推理,解决了传统方案在语音—动作协同控制等诸多方面的不足,同时兼顾了最终用户体验、开发成本与部署成本。比较测试表明,OMHuman虚拟数字人模型推理性能为传统引擎的2~3倍,图形渲染效率为核芯显卡的2倍,能够以自然的方式满足人机交互需求,目前已在虚拟主持人、智能数据分析师等场景得到成功应用。

3DS文件读取、绘制与控制方法的研究与应用

OpenGL是一种强大的三维图形开发工具,3DS格式是一种通用的保存三维模型的格式,基于OpenGL对3DS模型文件的读取、绘制与控制方法进行了研究。分析了3DS文件结构,并根据块结构格式抽象出用于读入数据的面、材质、物体和模型的数据结构。基于递归的方法对文件数据进行了读取,读入的数据经过数据处理后在屏幕上进行渲染。通过平移、旋转和缩放这3种矩阵变换和OpenGL选择机制实现了对模型的交互控制。基于上述方法开发了井下作业操作仿真与演练系统,取得了良好的效果。

网络地形漫游的数据传输与缓存方法

为了解决网络地形漫游时的连续性问题,缓解网络数据拥塞时的数据供应压力,通过分析地形几何数据与流媒体数据在组织方式及漫游时数据预取方向的不同,结合基于GPU的绘制技术,设计了新的地形数据传输及缓存方法.该方法根据客户端处理能力及网络性能划分地块的粒度,由客户端生成多分辨率地形并缓存部分数据,降低绘制数据对网络性能的依赖.在运行时刻根据视点位置确定周围地块的传输规则,使各地块数据的传输量根据运动方向进行自适应调整,保证了漫游时绘制的连续性,大大提升了网络地形绘制的性能和效果.

基于Vega的实时场景渲染技术研究

视景仿真因其能够帮助人们建立一个具有身临其境的沉浸感 ,能与复杂系统进行交互 ,并能促进构想与创造环境 ,而成为社会各个应用领域发展中不可或缺的高科技手段。Vega用于虚拟现实和实时视景仿真软件的开发 ,提供了快捷和很容易就可构造出复杂应用程序的手段 ,可以很好地实现视景仿真的实时场景渲染 ,使虚拟场景更加逼真 。

虚拟装配中基于导纳控制的力觉渲染技术

传统的力触觉渲染多采用阻抗控制,不能很好地满足虚拟装配的应用要求,相比之下导纳控制模式更适用这一领域.为此提出一种基于导纳控制的双线程力觉渲染构架,并给出相应的力觉渲染算法.首先建立用于导纳控制的动力学模型,并讨论了碰撞和约束这2个状态下的力觉渲染;为了使用力觉交互接口进行虚拟装配中的小间隙装配,提出物理约束与几何约束结合的力觉渲染方法;最后针对物理计算和力反馈循环2个线程刷新频率不匹配的问题,利用二次拉格朗日多项式进行数值插值,实现了力觉交互接口的平稳输出.通过力反馈设备与自主开发的虚拟装配原型系统VAPP的连接与应用,验证了所提出的算法满足虚拟装配系统中力觉交互的应用要求.

三维动画渲染集群节能控制研究

研究三维动画渲染领域的渲染集群能耗问题,采用基于神经网络的任务量预测模型,结合渲染系统任务量历史数据统计,提出基于多步预测的渲染集群自动开-关机控制算法和节能控制架构,并通过实际数据验证了节能控制方法的有效性。

基于RTX的力/触觉再现系统实时性实现方法研究

针对虚拟环境力/触觉再现系统中作用力计算的实时性要求,研究了Windows操作系统下循环控制的实现方法:时间查询法、多媒体定时器法和基于实时扩展RTX(real-time extension)的方法。利用Delta 6-DOF力/触觉手控器建立了一个基于PC的力/触觉再现原型系统,分别在系统空载、并存网络通信、并存音频播放和并存视频播放4种系统负载状态下对3种实现方法进行了实验。实验结果表明,基于RTX的方法能够获得较理想的实时循环控制性能,适用于力/触觉再现等需要较高实时性计算循环的应用系统。

基于LOD的大规模输电线路场景实时渲染算法优化

针对输电线路走廊大规模地形环境仿真渲染效率较低的问题,通过模拟人眼视角的特点,提出一种基于多控制因子的LOD算法。该算法在综合考虑距离、地形因素对地形网格进行简化的基础上,结合仿真场景大部分工作在漫游模式下的特点,将视点移动速度作为一个重要的控制因子放入评价函数中,优化后的算法在视角漫游状态下,可通过评价函数计算模型简化程度。对比实验表明本文算法比ROAM算法、限制四叉树算法具有更快的渲染速度。

基于电磁力控制的非接触式二维力触觉再现系统

力触觉再现提供了操作者与虚拟物体间的双向信息和能量交互,有效提高了虚拟现实等应用系统的真实感、沉浸感和操作效率,成为人机交互的新兴技术和研究热点。本文实现了一种新型的基于电磁力控制的二维力触觉再现系统,该系统由二维背景电磁场产生和控制模块、指尖穿戴式永磁铁、人手位置检测模块和中央控制模块组成。基于ANSYS有限元分析,确定了系统中背景电磁铁线圈和指尖永磁铁的最优参数,获得指尖永磁铁所受电磁力与二维可控背景电磁铁驱动电流、指尖电磁铁位置的映射关系,形成离线仿真数据。提出了基于离线仿真数据实时插值的二维力触觉再现中电磁力控制方法。在实现系统原型的基础上,开展了作用力阈值感知基础实验和三维虚拟物体识别实验。实验结果表明,两种三维虚拟物体的识别实验成功率分别为85.7%和71.4%,有效验证了本文所设计力触觉再现方法的有效性。

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。

基于UPnP下载管理兼媒体播放设备设计与实现

为了解决媒体下载服务器与显示设备的互连问题,采用UPnP协议设计了一种嵌入式下载管理兼媒体播放设备。该设备被应用于家庭影音文件下载服务系统中,使用户能通过普通的显示设备(例如TV)管理下载服务器中的文件下载,并播放下载代理服务器中各种格式的影音文件。该设备具有零配置,易扩展,高通用性的特点,解决了嵌入式设备之间的相互控制的问题、不同嵌入式设备之间传输影音文件、解码和播放的问题。对嵌入式下载管理兼媒体播放设备的软件和硬件体系结构进行了详细的阐述,同时,还特别指出了开发过程中遇到的难题和下一步要改善的地方。

数字家庭网关UPnP模块的设计与实现

本文探讨了数字家庭的应用、家庭网络的构建以及家庭网关的重要地位,详细分析了家庭网络标准UPnP的组成与工作原理,并针对家庭网络中媒体的有效共享与传输提出了一种数字家庭网关中UPnP模块的实现方案。此方案的设计结构层次清晰,可扩展性强,目前已成功运用于基于嵌入式Linux平台的家庭网关中。

5G网络中的移动VR应用

首先介绍移动VR/AR/MR的应用场景、系统的基本原理,分析其对网络的要求,指出现有移动网络承载移动VR/AR/MR应用的问题;结合5G网络中引入的新架构和新技术,提出移动VR网络解决方案,进一步分析该解决方案带来的对应用使能的增强效果,旨在为5G网络中的移动VR应用提供参考,起到推动5G生态圈应用发展的示范效果。

基于“色彩控制圆”的彩色分形图绘制方法

传统的分形图形绘制算法中 ,大多使用迭代次数来控制绘制颜色 ,使绘出的分形色彩单调。本文提出了“色彩控制圆”的概念 ,通过将迭代点到坐标原点的“距离”映射到“色彩控制圆”的方法 ,来控制分形绘制的颜色选择。合理地配置“色彩控制圆”与某(些 )种色彩的对应关系 ,就可使绘出的分形图层次分明 ,具有一定的凹凸感 ,

虚拟环境中人和虚拟角色互动的关键技术

剖析虚拟环境中人和虚拟角色互动的关键技术,其中空间定位、动作捕捉、眼动追踪和语音输入实现虚拟角色对用户的多通道交互输入信号的接收,反馈控制系统建立从交互输入信号到呈现给用户的多通道反馈输出信号的映射,反馈信号渲染将多通道反馈输出信号以虚拟角色的表情、动作、语音等形式呈现给用户,同时力触觉反馈技术支持虚拟角色提供触觉通道的交互,使交互具有更多的物理性。

EPS板薄抹灰外墙外保温系统质量风险控制

通过对EPS板薄抹灰外墙外保温系统质量的主要影响因素及相应控制措施的研究,结合以往工程经验,探讨易出现的设计、施工和材料等质量风险。提出控制原材料质量、在设计中注意建筑立面及建筑外饰面材料、严格控制施工质量和施工环境,并严格执行质量管理制度,以保证工程质量。

适于点绘制的层次多分辨率建模方法的研究

在基于点的图形绘制技术中,需要记录大量的场景采样点,如何有效地组织这些数据是实现快速高效绘制的关键问题之一。论文研究了适于点绘制的有效数据组织——层次多分辨率建模,分析了三种常用的模型结构及其构建算法,讨论了模型结构中的层次细节选择方案,提出了一种层次细节的顺序选择方法,实验证明这些方法是有效的。

体育场电气设计

随着现代文明的迅速提升,投身于体育锻炼的群众与日俱增,许多陈旧的体育建筑在得到改建,而崭新的体育建筑又在不断崛起。如何优化体育场电气设计是许多同行共同关心的问题。结合工程实例介绍了某综合体育场的电气设计及其特点。具体阐述了照明设计思路和安全可靠的供配电方式,包括:照度与均匀度、眩光控制、色温和显色性的确定,灯光控制以及体育场供配电设计等。

三维仿真动画的开发技巧

以柱塞泵三维仿真动画的开发过程为例,分析了三维仿真动画的特点及其在教学、科研中的应用价值;探讨了三维仿真动画在三维建模、动作设置、动画渲染等方面的技巧。