左福强[1]2003年在《虚拟场景目标定位及LOD建模技术研究》文中认为在最具发展潜力的虚拟现实、叁维可视化仿真、图形监控等技术中，虚拟场景目标定位及叁维目标LOD建模是两项关键的前沿技术。 本文推导出一种在单摄像机平台下，利用目标的先验叁角形求解空间目标点的叁维坐标技术；推导出了一种利用最小二乘解实现空间目标定位的方法，并在数字仿真的基础上进行精度分析。 本文在查阅相关文献的基础上对建模方法、LOD模型分类作了综述，从针孔摄像机原理的角度提出了一种简化率算法，在利用纹理技术简化模型、表现表面细节上提出了一些较实用的观点，并总结了作者在工程实践中制作LOD模型的若干经验。 本论文研究成果对虚拟场景中的目标定位、变电站巡视仿真中的建模技术具有参考价值。
王朝晖[2]2008年在《位置服务中移动叁维地图的设计与实现》文中认为随着社会经济的快速发展,以往较为昂贵的智能手机等移动设备逐渐被普通大众所接受,普及程度也越来越高,随之而来的就是运行于此类移动平台上的应用也越来越多。移动GIS的发展以及GIS知识在社会上的普及程度也随着这一趋势而愈发加快,位置服务就是其中较为典型的例子。在位置服务应用中,为了提高人们对于周围环境的理解能力和识别效率,逐步引入了移动叁维地图,以此来弥补传统二维平面地图的缺陷,例如直观性差、专业性强等,为使用者提供简单、直观的观察体验。本文就与移动叁维地图系统的设计与实现相关的一些问题进行研究和探讨,并在总结移动叁维地图领域国内外当前发展现状的基础上,分析移动叁维地图发展过程中所存在的问题及发展趋势,提出移动叁维地图服务的关键技术及解决方案。其研究目的一是设计和实现一套移动叁维地图的系统原型,构建位置服务中更为直观易懂的信息表现方式,为使用者提供更高质量的服务;二是以该研究为基础,力求拓宽移动GIS的应用范围,拓展移动GIS的应用深度。研究过程中,为了实现上述研究目的,本文采用了文献资料法、比较借鉴法、综合分析法、试验法等研究方法,主要讨论了以下四个方面的内容:(1)初步设计了一个移动叁维地图的系统框架,对系统的几个关键部分做了较为详细的阐述,包括系统的客户端、服务器端以及数据库端等。并以此为基础,对系统所具备的功能以及有别于移动二维地图的关键特色进行了描述;(2)对应用于移动叁维地图系统的叁维模型建立问题做了讨论,指出了不同于桌面计算机平台的,特定于移动设备平台的建模方法、原则等,并将这些方法和原则应用于叁维建模过程的研究实践中;(3)在移动叁维地图实现过程中,本文对其中的叁维模型可见性选择和细节层次处理等关键技术问题进行了较为深入的研究,介绍了这两个问题的技术背景、实际的处理过程和处理结果,并使用实际的叁维模型对所讨论的处理方法进行了测试和模拟;(4)以开封市金明广场周围的现实环境为对象进行建模,以此模型和本文中所讨论的技术方法为基础,初步实现了一套简单的运行于智能移动设备平台上的移动叁维地图系统原型。通过对以上研究内容的探讨,以及最终对移动叁维地图系统原型所做的实验,本研究认为应用于位置服务领域中的移动叁维地图应用在技术上是可行的。虽然移动设备的硬件条件有限,但通过采用特定于移动平台的数据处理技术方法,可以有效降低系统对硬件条件的依赖,初步实现叁维地图在移动平台上的应用。
汤磊[3]2007年在《基于Virtools的叁维场景实时漫游系统的研究与开发》文中研究说明虚拟现实技术能够利用计算机生成较为真实的模拟环境,使用户沉浸在虚拟环境中,同时通过人机接口,实现用户与虚拟环境直接交互。叁维场景漫游系统在沉浸感、交互性与实时性方面的综合效果优势是传统二维效果图及二维和叁维动画技术所无法比拟的。虚拟现实技术作为信息科学的一门新兴学科,以其特有的优势广泛地应用于军事、娱乐、仿真培训、医学、地理信息系统等领域。叁维场景漫游系统是虚拟现实技术的综合应用,其的最大难点在于叁维场景模型绘制的真实感和模型的实时绘制效率之间的平衡,为了既要保证一定的绘制质量,又不造成用户在系统内漫游时的运动不适,应该采用优秀的建模方法来降低场景的复杂度,同时运用场景简化技术来提高系统执行效率。本文首先介绍虚拟现实技术和与叁维场景漫游技术,分析了叁种主要的叁维场景漫游技术,同时讨论了叁维场景建模技术和叁维场景优化技术,深入研究了场景优化技术中的LOD技术,以及递进网格简化算法作为连续LOD模型的生成方法,为场景提供不同的LOD描述来控制场景复杂度,从而提高场景的渲染效率和漫游系统的真实感。基于用于描述不规则物体的粒子系统理论,研究了粒子产生、活动、死亡的过程描述,并对雪粒子的物理特性进行简化,控制粒子数目,满足场景实时性的要求。最后,通过3DSMAX建模、Virtools构建漫游引擎开发了厂区漫游系统,并在系统中实现了基于递进网格简化的LOD简化技术和基于粒子系统的雨雪效果,取得了令人满意的效果。系统中实现了视点前进、后退、左右平移、左右旋转、仰视、俯视、自动漫游、自由漫游、漫游过程的录制与回放、时段变化、天气变化、背景音乐开关等控制功能,为漫游系统提供了良好的交互性。
黄忠念[4]2009年在《基于虚拟环境的鱼雷拆装技术研究》文中研究说明为了克服传统鱼雷维修培训存在的不足,设计了面向鱼雷拆装的虚拟环境用于鱼雷维修培训。在面向鱼雷维修的虚拟环境中,用户可以通过基于虚拟现实技术的虚拟维修操作来实时的模仿真实的维修操作过程。基于虚拟环境的虚鱼雷拆装技术研究是实现这些过程的基础。本文在分析国内外有关虚拟环境在维修方面的应用和虚拟环境的相关技术研究与应用的基础上,针对鱼雷维修对虚拟环境的需求,对对基于虚拟环境的鱼雷拆装技术进行了系统深入的研究,全文的主要内容如下:建立了面向鱼雷维修的虚拟环境的总体框架。在分析鱼雷维修对虚拟环境的需求的基础上,根据鱼雷维修的流程和虚拟环境的组成和运行机理,分析了面向鱼雷维修的虚拟环境的功能组成,从而确立了面向鱼雷维修的虚拟环境的功能模块,建立了面向鱼雷维修的虚拟环境的总体框架。研究了鱼雷样机建模技术。建立了鱼雷核心表示层和扩展表示层的分层模型。在核心表示层建模采用了基于虚拟场景分割的可视化信息建模,通过虚拟场景分割和调度简化了虚拟场景。对扩展表示层采用空间变换的方法实现了鱼雷独立行为模型的建立,使鱼雷零部件都具有独立完成平移和旋转的能力,从而能够实现鱼雷的拆装过程。研究了虚拟环境的实时渲染技术。采用LOD处理和不可见消隐处理技术进行虚拟环境的显示优化处理。分析了LOD技术的基本思想,采用了基于边折迭的多边形简化处理技术进行了虚拟环境的简化。采用了基于屏幕填充的不可见消隐处理算法实现了消隐处理。分别通过试验验证了这两项技术对提高虚拟环境显示的实时性和真实感具有明显的效果。开发了以本文的研究成果为核心的用于鱼雷拆装的虚拟环境。完成了面向鱼雷拆装的虚拟环境的建立,并以鱼雷能量转换器的换能件的更换为例说明了该虚拟环境在鱼雷维修培训的拆装过程中的应用,进行了相关的维修交互操作,并验证了本文所研究的基于虚拟环境的鱼雷拆转技术。
赵铭超[5]2011年在《虚拟现实中叁维建模技术的研究与应用》文中研究说明虚拟现实技术是近年来在计算机领域引起广泛关注的技术,虚拟现实技术是21世纪高科技发展的一个重要方向。叁维建模技术是虚拟现实中最重要的技术领域,也是虚拟现实技术中的关键技术之一。叁维建模技术是整个虚拟现实系统建立的基础,是所有应用中的一个关键的步骤和技术。本文对虚拟现实建模技术的发展情况进行了分析探讨,系统地研究了虚拟现实建模技术的特点、主要技术指标及虚拟现实的基本内容。重点研究了虚拟现实建模的关键技术、叁维场景构建的流程及模型优化阶段用到的碰撞检测算法。本文针对传统的构建流程提出了改进的优化流程,针对传统的优化算法提出了碰撞检测算法的改进算法,并运用到卫星发射模拟场景系统的建模中,达到了理想的效果。论文详细阐述了系统中各个实体模型的构建过程,并对场景的集成和调度管理进行了系统的研究,对在建模过程中遇到的问题进行了总结,提出了解决办法。本文通过应用建模关键技术及建模优化等相关技术成功的完成了对卫星发射场景模拟系统的构建,较好的实现了真实感、实时性和交互性的目的,为以后实现大规模的虚拟现实场景的构建具有较大的参考价值。
翟丽平[6]2005年在《基于MultiGen的虚拟现实叁维建模技术研究与实现》文中研究指明虚拟现实技术是近年来在计算机领域引起广泛关注的技术。虚拟现实技术是采用以计算机技术为核心,生成逼真的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验的技术。为了给用户创建一个能使他感受到身临其境、逼真的环境,必要条件之一就是创建一个逼真的虚拟场景。叁维建模技术是整个VR 系统建立的基础,是所有应用中的一个关键的步骤和技术,是整个虚拟现实技术的灵魂。论文以航天发射场的叁维虚拟数字化为研究对象,开发出一个桌面型的虚拟现实系统,成功的实现了航天发射场数字化及火箭发射飞行仿真,实现了辅助航天发射任务的功能。论文在复杂实体建模、虚拟场景设计、实时性优化和系统实现等方面展开工作,实现了虚拟现实建模技术的一些重要概念和方法。在对虚拟现实技术及面向虚拟现实的建模技术理论分析的基础上,结合航天发射场的叁维虚拟数字化系统的特征和要求,选择基于几何的虚拟现实建模方法的技术方案,借助专业的虚拟现实建模软件MultiGen Creator 建造出航天发射场的叁维环境。提出了基于MultiGen Creator 的复杂虚拟场景建模的建模流程、实施方案,给出场景建模实现方法及系统的集成和调度管理。分析了基于MultiGen Creator 的叁维建模的关键技术,重点在解决“实时性”和“真实感”矛盾的问题上,结合MultiGen Creator 软件,合理综合利用的建模的关键技术,从场景结构优化和模型构建优化两方面,提出了基于MultiGen Creator 的叁维虚拟场景建模的优化技术和方法,显着的提高了系统的实时渲染和响应速度。最后,在分析Vega 软件和基于Vega 的叁维场景渲染技术的基础上,论文提出一种大规模复杂场景、具有较高实时性和交互性的航天发射场桌面型虚拟现实系统的实施方案和方法,实现了系统的场景显示与实时漫游、模型驱动与实时控制和特殊效果显示等功能。由于“数字化航天发射场及火箭发射叁维仿真系统”的特殊性,使本文系统具备了虚拟现实建模的几乎全部典型征,本文给出的技术和方法,对叁维建模、实时仿真系统和虚拟现实系统等技术验证提供了一个完整的试验途径。
肖平[7]2006年在《立体式虚拟校园的场景规划与设计》文中研究指明虚拟现实技术是近年来在各领域引起广泛关注的技术。虚拟现实技术是以计算机技术为核心,充分地利用虚拟现实中的交互技术、实时技术和沉浸感技术,生成逼真的虚拟环境,让使用者以自然方便的形式与虚拟环境中的对象进行交互,从而产生出等同真实环境的感受和体验。 随着“数字地球”、“数字中国”、“数字城市”等概念的提出和逐步实现,虚拟校园的设计与实现已成为当前大学研究的热点之一。虚拟校园的研究与实现是在科学地规划和统筹地安排下完成的。虚拟场景的规划和设计是建立整个虚拟校园漫游系统的基础,是建立虚拟校园不可或缺的工作。 本文以华中师范大学虚拟校园漫游系统为例,在以下叁个方面进行了研究与探讨。 1.在虚拟校园的场景规划与设计、LOD技术以及场景的效果表现技术等方面展开工作,实现了虚拟现实建模技术的一些重要方法。 2.在对虚拟现实技术及面向虚拟现实的场景设计的理论分析的基础上,结合华中师范大学虚拟校园漫游系统的特征和要求,提出了一套适用于虚拟校园场景设计的技术方案,借助专业的虚拟现实建模软件Multigen Creator建造出华中师范大学的叁维环境。 3.给出了基于Multigen Creator/Vega的叁维虚拟现实场景规划与设计的通用流程,讨论了在Creator建模的环境下对场景进行优化以及更好地展示场景效果的一些关键技术和方法。
张铎[8]2008年在《分布式虚拟驾驶模拟器中对象建模及场景优化技术的研究》文中研究表明虚拟现实技术是二十世纪末兴起的一门综合性信息及计算机应用技术,它融合了计算机图形学、叁维实时动画技术、计算机接口技术、传感技术,人工智能等多个信息及计算机应用技术的分支,是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。将虚拟现实技术应用于汽车驾驶模拟训练系统,通过计算机生成汽车行驶过程中的虚拟场景、音响效果和运动仿真,可以使操作者沉浸在虚拟驾驶环境中,根据虚拟驾驶环境提供的视觉、听觉、触觉感受,执行相应驾驶动作,体验、认识和学习现实世界中的汽车驾驶,具有节能、安全、经济等优点,而且培训不受时间、气候、场地的限制,训练效率高,培训周期短。论文结合汽车驾驶模拟器视景系统的开发,对虚拟场景中的几何建模技术、声音建模技术进行了研究。系统采用MultiGen Creator和3DS Max作为建模工具,采用VC++和OSG构建了仿真开发平台。论文对图形绘制流水线的叁个阶段进行了研究;分析各种流水线的瓶颈问题,总结查找瓶颈的典型方法,对常用的图形绘制加速原理和方法进行介绍;讨论了基于GPU的图形绘制流水线和它的一些优化。针对实时视景仿真的特点,提出了场景模型建立和组织过程中应该遵循的原则。对场景建立过程进行了描述,指出了其中应该注意的问题。在场景建模过程中,运用了一系列先进的建模技术,如LOD技术、纹理映射技术、实例技术以及外部引用技术等,在实现逼真视觉效果的同时,减少系统资源耗费,提高系统的运行性能。本文重点研究了叁维声效建模中的关键技术问题,包括声音的空间定位原理,声音的距离消减模型,声音的多普勒效应等;对虚拟空间声效模拟系统开发工具,如课题中使用到的OpenAL开发库,进行了必要的介绍,并深入探讨了汽车驾驶模拟器中的声效模块设计及其实现方式。在所开发的驾驶模拟器视景仿真模块中,文中讨论的建模技术和方法已经获得了成功的应用,兼顾了实时仿真中的沉浸性、实时性和交互性的要求,取得了较好的仿真效果;同时,叁维空间声音加入到实时场景中,增加了驾驶者的听觉体验,加强了系统沉浸感。
罗景馨[9]2009年在《与叁维场景漫游相关的部分技术研究》文中进行了进一步梳理叁维场景漫游是指,用户通过某些设备,与屏幕上显示的真实或虚构的叁维场景环境进行交互操作。这种操作能实现在虚拟环境里模拟人在真实场景中的漫游。场景漫游作为虚拟现实领域的一个重要方向,有着广阔的发展空间和应用前景。以全面了解虚拟现实及场景漫游的相关理论研究,着重分析这个方向上前人的优秀成果为基础,深入研究了叁维场景漫游中涉及的几种关键技术,其中包括场景简化的LOD(Level of Detail)技术、漫游时的碰撞检测技术和自动漫游中的路径规划技术等。因虚拟场景的数据量大,从而导致机器的计算能力不能满足场景实时绘制的要求等问题,本文利用LOD技术对场景的实时显示进行优化。在基于规则网格模型的基础上,提出了一种对四叉树的分割和节点存储结构同时进行改进的LOD算法。它通过减少误差判断次数加快了四叉树的生成速度,同时改变传统的节点存储方式,降低了数据的冗余存储。另外,为了能尽量真实地模拟现实世界,在叁维场景中漫游时,还需解决漫游中可能产生的碰撞问题。采用一种基于混合包围盒的碰撞检测算法,对大量明显不相交的对象进行快速排除,这在一定程度上减小了检测的复杂度。根据所用数据结构的特点,算法中用了插入排序的思想并对其进行了改进,以降低时间上的开销。最后,针对叁维场景中的交互式漫游和自动路径漫游两种方式,在简单分析了交互式漫游的实现方法后,对自动漫游方式进行了仔细研究。根据所研究的叁维场景漫游的特点,将叁维障碍物以某种规则投影到二维平面后进行路径规划处理,并对前人基于叁维空间的规划方法加以改进,成为适合本文叁维场景的路径规划方法,同时对路径的合理性方面也做了处理。
沈裕喜[10]2011年在《虚拟训练系统的虚拟场景研究》文中研究表明随着虚拟现实技术的发展和军队信息化建设的需要,研究和开发基于虚拟现实技术的虚拟训练系统具有广泛的实用价值和理论价值。虚拟现实技术产生于20世纪80年代,发展极为迅速,目前虚拟现实技术以其特有的优势被广泛地应用于军事,娱乐,医学,地理,信息系统等各个领域。虚拟训练系统的虚拟场景是实现虚拟训练的基础,作为虚拟训练系统的虚拟场景具有区别于一般的虚拟场景的特点,虚拟场景要求具有比较高的实时性和沉浸感,这就要求虚拟场景的实现需要研究各种虚拟现实技术。虚拟场景包括整个仓库以及周围的仓库环境,对这样的一个庞大的场景的实现需要解决两个问题:叁维模型简化问题和用细节层次技术高效绘制大规模地形的问题。本文首先对虚拟训练系统进行设计分析,得出本文需要完成的工作,即构建虚拟场景;然后研究了虚拟现实建模技术理论、方法和实现,改进了传统的叁维建模流程,提出了叁维建模优化流程,总结叁维模型优化方法,给出了构建大规模虚拟实时性场景的一般实现方法,并且在Quest3D中构建了叁维虚拟场景的漫游演示;最后研究了LOD技术在地形渲染中的应用,包括四叉树算法和二叉树ROAM算法的实现,对ROAM算法提出改进和测试,并对算法的性能进行分析。
参考文献：
[1]. 虚拟场景目标定位及LOD建模技术研究[D]. 左福强. 南京理工大学. 2003
[2]. 位置服务中移动叁维地图的设计与实现[D]. 王朝晖. 河南大学. 2008
[3]. 基于Virtools的叁维场景实时漫游系统的研究与开发[D]. 汤磊. 大庆石油学院. 2007
[4]. 基于虚拟环境的鱼雷拆装技术研究[D]. 黄忠念. 哈尔滨工业大学. 2009
[5]. 虚拟现实中叁维建模技术的研究与应用[D]. 赵铭超. 天津师范大学. 2011
[6]. 基于MultiGen的虚拟现实叁维建模技术研究与实现[D]. 翟丽平. 重庆大学. 2005
[7]. 立体式虚拟校园的场景规划与设计[D]. 肖平. 华中师范大学. 2006
[8]. 分布式虚拟驾驶模拟器中对象建模及场景优化技术的研究[D]. 张铎. 武汉理工大学. 2008
[9]. 与叁维场景漫游相关的部分技术研究[D]. 罗景馨. 中南大学. 2009
[10]. 虚拟训练系统的虚拟场景研究[D]. 沈裕喜. 国防科学技术大学. 2011
标签：计算机软件及计算机应用论文; 虚拟现实论文; 建模软件论文; 虚拟技术论文; 虚拟仿真论文; 仿真软件论文; 虚拟现实硬件论文; 实时系统论文; 场景应用论文; 地图应用论文;