偏微分方程数值计算在虚拟现实中应用与研究

随着虚拟现实(Virtual Reality,VR)相关硬件的发展以及软件技术的日趋成熟,VR技术正在进入人们的日常生活.然而不可否认,VR的核心问题之一——物理真实感依然没有很好的解决.其原因大多都是由于解算模型控制方程耗费了大量的时间,从而迫使人们采用牺牲精度的方法以满足实时性的要求.而许多的物理模型的解算都归结于偏微分方程求解,因此如何准确高效快速的求解偏微分方程(PDE)和PDE方程组对于提升虚拟现实系统的物理真实感有着至关重要的作用.本文从求解典型PDE出发,建立相应的PDE求解器,并对计算结果进行验证.最后将该思想应用于计算流体力学领域,通过对流体力学中的NS方程和水力学中的浅水波方程的求解,得到计算区域的速度场或高度场,并且对结果进行验证.结果表明,该方法具有较高的可信度.     

基于相似度的图像变形效果的客观度量方法

给出了评价图像变形效果的新方法.首先,计算中间帧之间的相似度,由这些相似度值生成一条曲线;然后,在图像计算机动画领域首次提出图像变形真实感度的概念.它通过计算曲线与坐标轴,曲线插值点处的曲率和其他一些衡量标准得到.试验表明,它是一有效的度量图像变形效果的客观方法.     

机械产品虚拟现实展示技术研究

以齿轮油泵为例,介绍构造机械产品虚拟现实模型的方法及实现机械产品虚拟装配、拆卸的关键技术.     

鱼雷发射装置虚拟维修系统的研究与实现

首先介绍了鱼雷发射装置虚拟维修系统的基本组成,然后针对鱼雷发射装置的具体情况,介绍了利用实用三维建模软件Maya的建模过程,给出了鱼雷发射装置虚拟维修系统的实现方法与途径。初步的仿真结果表明,该方法思路清晰,实现简便,能够较好地实现鱼雷发射装置虚拟维修,并且对开发其他有关系统具有参考价值。     

基于虚拟现实技术的地铁火灾疏散仿真平台研发与应用

目前地铁站火灾疏散演练与实验多采用人与火分离的方式进行,所得结果能否反映乘客在真实火灾中的行为存在较大不确定性。对此,研究基于虚拟现实(VR)技术,集成走步设备、视觉设备、火灾仿真、地铁环境系统建模等技术,构建适用于地铁大空间的沉浸式火灾疏散仿真软硬件技术框架。其中地铁列车、车站、隧道等环境采用UNITY建模,而火灾动态发展则加载SMARTFIRE仿真结果导入。以北京地铁6号线某车站及隧道为案例,应用系统框架开发具有丰富交互功能的火灾疏散演练综合平台,设计并开展实验。初步结果表明:乘客行为及体征参数在虚拟火灾中均有明显变化,体现虚拟环境较高的还原度;大部分乘客在逃生过程中较少观察疏散标志;双洞隧道疏散中乘客通常会错过横通道,VR技术在地铁疏散领域非常有应用潜力。     

基于IBR技术的全景图生成

实时动态显示是虚拟现实技术中的一个重要特征,基于图像绘制IBR(Image-BasedRendering) 技术的场景生成技术是解决该问题的有效办法。本文对IBR方法进行了探讨,并对图象的拼接进行了 深入的研究,实现和构建了一个基于图像绘制技术的虚拟实景生成系统,以长江和校园为背景的三维物 体实时漫游。     

虚拟现实中的船舶运动仿真

建立了某型船舶平面操纵的运动模型,利用虚拟现实软件Division,构成船舶操纵运动解算模块、运动转换模块等,实时控制并显示船舶的航行姿态,实现了虚拟现实中船舶的运动仿真,有利于研究船舶的可操作性、适航性等特性。     

船舶柴油机虚拟拆装仿真

综合利用VC的视窗程序与VRP-SDK的组合方法,建构船舶柴油机三维场景及虚拟拆装仿真过程,是虚拟现实技术在船员培训领域的创新性应用。以潍坊柴油机厂6160A型柴油机为原型,运用虚拟现实技术,以C＋＋语言为基础,通过MVC模式,完成船舶柴油机虚拟拆装过程。     

基于虚拟现实技术的海上区域作战平台研究

为满足海上区域的作战模拟需求,解决真实海上区域作战费用高、危险、受环境限制等问题,文章采用虚拟现实技术,提出了一种海上区域作战虚拟战场环境的研究框架,探讨了海上虚拟作战平台构建的关键技术和方法。     

基于虚拟现实技术的船舶运动仿真

虚拟现实技术是目前国内外最热门的仿真技术之一,由于其有着高效、安全和低成本等特点越来越受到各国的重视。介绍了在虚拟环境下的船舶运动仿真的可行性方法。首先用二维半切片法给出了船舶运动的方程,接着用3DMax软件建立船舶的模型,最后在OpenGL环境中建立场景进行船舶的运动仿真。仿真场景有着较好的感观效果,给人以真实性,同时系统有着较好的可控性。对船舶运动仿真的进一步研究有着重要的作用。