一种虚拟仿真中的全景渲染方法

一种虚拟仿真中的全景渲染方法

一、虚拟仿真中全景绘制的一种方法(论文文献综述)

田子昭[1](2021)在《三维虚拟牵引变电站交互仿真系统设计与实现》文中研究表明牵引供电系统是电气化铁路的重要组成部分,其构成分为牵引变电站及牵引网两大部分,二者相辅相成,共同维持接触网供电和电力机车的安全稳定运行,牵引变电站连接电力网和牵引网,是牵引供电系统中电能传输的重要一环,同时也是电力传输的核心保障之一。近年来,虚拟化技术在电气工程领域被广泛运用,界面工具-人机交互不断发展,虚拟培训逐渐成为传统培训教学的有力补充。本文利用虚拟化技术设计开发虚拟变电站交互仿真系统,主要研究内容如下:(1)根据系统总体需求设计三维虚拟化牵引变电站系统功能模块,确定系统实现的总体技术路线,研究实现系统技术理论,确定系统总体层次框架结构。同时对三维仿真技术进行分析,确定本系统虚拟引擎及建模工具,设计仿真系统的开发流程。(2)采用西部某牵引变电站的数据资料,利用建模软件对整体牵引变电站包括电力设备、站内外环境、所涉及建筑房屋道路等进行三维建模及渲染,并对建模及渲染过程中着重注意的问题展开分析阐述。针对不同天气情况构建多类别牵引变电站场景,研究设计虚拟坐标转换方法以及三维模型的碰撞检测方法,最终完成整体牵引变电站的建模及场景构建。(3)设计开发系统非交互模块,根据用户需求设计开发电力设备信息展示模块、设备模型搜索模块以及重点电力设备学习等功能模块等,同时嵌入题库及相关电力计算提高非交互操作内容丰富性。(4)设计开发系统交互模块,依据标准化变电站巡视流程作业解析,设计与之对应的编程脚本,最终实现定点漫游巡视及自由视角巡视,逼真模拟变电站中现实巡视作业场景。最后,设计变压器安全净距预警系统,设计变电站中主变压器孪生体,建立孪生体多维模型,融入多源异构变压器数据感知与互联进行多通道信息反馈,并在可视化漫游系统基础上进行二次范围碰撞检测,最终实现虚拟变电站交互仿真系统的开发。

贾磊[2](2021)在《恶臭气体及工业废水处理工艺VR教学软件设计及应用研究》文中进行了进一步梳理工程实践在环境工程教学中具有至关重要的作用,而环境工程实践教学面临着时间空间的限制、现场教学效果不理想、学生积极性低下等问题。为满足学生对于环境工程构建筑物、设备、管路的学习需求,本研究将虚拟现实(VR)技术应用于环境工程实践教学,开发了废气除臭系统和煤化工废水处理系统共两套VR软件,并采用多种方法对软件进行了优化设计。本研究在以往VR软件开发流程中加入虚拟现实软件性能优化理念,形成了 Cinema 4D 建模、RizomUV 处理模型 UV、Quixel Mixer 制作贴图、Unreal Engine 4开发VR软件的工作流程,提出了开发流程中的性能优化方法和规范。根据上述开发流程完成了某污水厂废气生物除臭系统VR教学软件和某煤化工废水处理系统VR教学软件。废气除臭系统展示了废气收集、输送、处理、排放的全过程,完整呈现了双层滴滤塔内外结构,为学习生物滴滤除臭工艺提供了媒介。煤化工废水处理系统展示了煤化工废水处理过程中核心的生物处理和物化处理,为学习煤化工行业废水处理过程原理和设计要点提供支持。两套虚拟现实软件场景庞大,为优化软件运行、提升教学效果,本研究从软件逻辑、剔除方法、渲染管线三个方面入手,运用视锥体剔除、实例化模型与材质、编程逻辑调优等多种性能优化方法,实现了全部构筑物的单场景的流畅呈现,避免了由于场景分割造成的学习不连贯、系统性减弱的问题。在软件功能方面,本研究除实现全场景漫游、流程控制、设备与构筑物展示等传统交互内容外,还根据项目中的不同特点、学生学习难点设置了管路突出显示与流向展示、位置指引、场景画面控制等交互。以解决传统实习中管路认识困难、大场景中的构筑物辨识困难等问题,满足场景的自由调控需求,为学生提供更加清晰的学习指引和更加自由的学习方式。除实现以上研究内容外,本文还对基于Unreal Engine4和Premiere的全景视频制作方式、基于Niagara的复杂构筑物结构内絮体运动的约束与模拟进行探索,并将以上内容率先应用于案例视频制作与项目开发过程中,为后续研究者提供了经验与借鉴。为进一步提升教学效果,论文设计了调查问卷,对废气除臭VR系统在环境工程本科实践教学中的应用效果进行了调研。调研结果表明:该虚拟现实软件能够有效提高学生积极性,提高学生的知识获取效率,有助于学生形成自我教育、自主学习的学习习惯。

刘宇涵[3](2020)在《特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究》文中研究说明特种装备在国防科工和社会生产中占据着非常重要的地位,特种装备的种类十分多样,包括国防装备、工程机械、高端实验器械等,其结构复杂,产品开发周期需经历方案论证、概要与详细设计、加工制造、装配和测试等串行阶段。然而其核心环节中人-机-环境的测试验证是事后验证,导致各环节反复,致使研发成本大量增加,造成产品上市与应用周期延长,因此,对特种装备的全生命周期进行实时仿真能够帮助解决特种装备生产、检测、投入使用到安全维护各环节遇到的问题。本文专注于对特种装备全生命周期中部分重要环节的仿真,对其中的关键技术进行研究与实现,主要包括:特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游、基于刚体动力学的特种装备运动与虚拟操控的物理仿真实现、特种装备伪装用柔性织物实时绘制算法改进、以及特种装备实时仿真中多途径人机交互技术的探索和实现。首先,针对特种装备仿真效果差、场景单一和大型环境绘制延时等问题,探索一种能够对多种特种装备及大型场景进行实时仿真的方法。以集成实车、风力发电机和分子级轴承性能试验样机等多种特种装备及其运行场景为实例,采用专项优化模型材质中面片和三角形的策略,引入多层次细节重划分方法,大大缩减绘制模型数量,实现模型材质轻量化,降低仿真的时延;采用微表面材质模型,引入PBR渲染管线技术,完善材质纹理的真实感,减少渲染时间。从而实现对特种装备所处大型场景的实时绘制与漫游。其次,针对特种装备运动和虚拟操控,以徐工集团水泥泵车、压路机和装载机等多种特种工程车辆为例,采用抽象简化模拟物体运动关系的策略,引入刚体动力学实现特种装备和其他对象模拟方法,对多个特种装备进行受力关系分析,对其在场景中的各个运动关节和部件的受力情况进行描述,对各部件受力姿态相关参数进行优化调整,减少特种装备运动和操控上物理仿真的运算量,避免一定程度物理运动仿真偏差大的情况,提高物理仿真的精确性;保证在每一个绘制时间步长内的时间耗散均在虚拟操控容许的时延之内,实现特种装备运动和虚拟操控的实时性。再次,对于特种装备的伪装应用方面,本文对伪装的柔性布料进行仿真模拟。装备伪装评估在现代装备领域是一个重要的技术,军事伪装的不断发展主要得益于人类科技的进步。采用专注于布料的模型建立和动态模拟的策略,从布料的结构和运动为切入点,通过对布料模拟的几何参数和行为参数的分析,对布料模型的建立方法进行优化,减少运算量;对于异质布料的动态绘制,将场景中不同布料的属性和迭代次数进行分类处理,实现不同的材质效果,提高异质布料动态仿真的真实度;提出一种基于动力学方法的随机可控的区域风场模型,减少风场中布料撕裂效果模拟的时延,并对风场中布料撕裂算法进行改进,随网格变化动态改变质点的撕裂阻尼,改善布料撕裂的仿真效果,实现真实的撕裂效果模拟。最后,针对现有的虚拟现实场景交互模式单一且难以取得良好效果的问题,对特种装备实时仿真中多途径人机交互技术进行探索和实现。采用对不同交互需求进行定向设计和交互设计统一化的策略,设计一套完整的虚拟交互框架、流程和方法。对能够进行语音交互的场景,对声音的采集和合成方法进行改进,优化声音交互端的工作,降低场景声音延时,实现实时虚拟声场沉浸体验;对于复杂工作环境中传统交互无法达到预期效果的情况,设计一套能够用于多种虚拟场景中的手势交互指令集,对人体不同的区域范围构画交互内容,降低手指交互指令间的冲突,提高手势指令的控制效率,实现统一的手势交互;对于沉浸式的交互需求,采用HTC VIVE等设备搭建真实的虚拟场景,获得更加真实的交互体验,从而降低使用者在实际操作过程中遇到的意外情况;对于交互舒适性的研究,在人机操作舒适性验证平台实践中,完成对大吨位装载机和双钢轮压路机操作系统的模拟,有效控制企业的产品研发成本。

侯东辉[4](2020)在《嫦娥四号LND辐射本底去除及中子反演》文中提出地球唯一的卫星-月球,一直是人类进行空间探测的重点。自1959年前苏联成功发射月球1号探测器,人类正式开始月球探测,并迎来了两次探月热潮。随着月球探测进程的深入推进,载人登月工程成为了新一轮研究热点。月球表面的粒子辐射环境,特别是中子辐射环境是威胁宇航员安全以及航天器可靠性的重要因素,因此对粒子辐射环境数据的准确性提出了更高的要求。近年来国内外对月球粒子辐射的探测集中在月球轨道高度,缺少来自月球表面的实测数据。月球表面的粒子辐射数据主要来自于模型计算,但是不同辐射模型得到的月表粒子辐射结果相差较大,因此迫切需要探测月球表面的粒子辐射环境,更新月球粒子辐射数据库,完善辐射模型。我国的“嫦娥四号”卫星是我国探月工程里程碑式的节点,并在国际上首次实现月球背面软着陆。在“嫦娥四号”着陆器上搭载的中德国际合作载荷-月表中子与辐射剂量探测仪(Lunar Lander Neutron&Dosimetry Experiment,LND)通过对月球表面的粒子辐射环境进行测量,服务于航天器与航天员辐射安全保障和空间科学研究。论文从LND的科学目标出发,介绍了LND仪器的物理设计和探测原理,重点研究并解决了如下三个关键问题:(1)放射源本底去除问题。由于在嫦娥四号着陆器上有RTG/RHU放射源,辐射产生中子和伽马射线,对LND的辐射测量造成了不可忽略的干扰。为了防止放射源对测量结果产生影响,在仪器完成后,设计开展了地面辐射实验。但是地面放射源辐射实验中LND测到的本底不仅来自于放射源,还有一部分是地面宇宙射线的贡献,要想获得地面放射源辐射实验中实际的放射源本底,可以通过有无放射源时的结果对比得到;此外地面放射源辐射场景和LND在月球表面工作的场景存在差别,比如地面实验时存在放射源粒子在四周墙壁和天花板散射引起的辐射本底,而在月球表面不存在这两种辐射本底,因此放射源本底去除的一个关键问题就是在地面实验数据中去除墙壁及天花板对测试结果的影响。针对该问题,论文提出了基于地面试验的本底去除方法。具体操作中在地面上使用RTG/RHUs核源,通过位置和屏蔽模拟核源对LND的实际影响,考虑实验条件对测试结果的影响,利用仪器地面辐射实验与GEANT4仿真相结合,提出了本底计算方法,解决了放射源本底修正问题;(2)伽马射线对中子测量的干扰问题。月球表面同时存在中子和伽马射线,我们所使用的探测材料为硅,该材料对中子和伽马射线均有敏感性。由于这两种粒子的探测原理类似,无法像带电粒子一样通过简单的反符合方法鉴别,因此中子和伽马射线的鉴别成为了反演月球表面中子能谱的一个关键问题。可以看到在无法直接利用物理方法鉴别的情况下,需要根据中子和伽马射线在LND中的响应特性,通过数值分析的方法去除伽马射线对中子反演的影响。针对该问题提出了通过提高测量阈值的方法减少伽马射线对中子测量的影响,提出了将中子伽马射线联合求解的方法进一步甄别出中子和伽马射线;(3)中子能谱的反演问题。中子能谱的入射值和测量值之间存在一定的映射关系,这种映射关系的表征称之为响应函数,是探测器的固有属性。中子能谱反演的实质是根据响应函数和测量值,反推出入射值,即求解线性方程组。但实际上反演中应用到的响应函数是利用蒙特卡洛仿真建模得到的,具有不确定性,和仪器真实的响应函数存在差别;测量值也非精确值,会存在仪器测量上的涨落。在响应函数和测量值均存在不确定性的情况下,方程组的求解难度大。响应函数的病态性和解的非负性进一步加大了反演难度。因此解决该问题的关键是选择合适的反演算法,在确保解非负性的前提下,提高解的稳定性,减小反演能谱与实际入射能谱之间的相对误差。针对该问题,提出了一种基于概率的联合代数迭代算法,用于解决LND的中子能谱反演问题,并通过数值实验验证了该方法的有效性。这些理论和方法为解决上述的关键问题提供了相应的策略。在此基础上,文中应用新提出的反演方法,根据LND探测器在月表前两个月昼的测量结果,给出了月表快中子的能谱的初步结果。本论文的工作是获得LND数据结果所必需的前期重要工作内容,直接影响数据质量和科学产出,通过本论文的工作不仅为LND的数据准确性提供了保障,还为我国嫦娥四号的科学产出提供有力的支持。

石露[5](2020)在《基于Unity3D跨平台坦克虚拟驾驶视景仿真系统的研究》文中研究指明目前广泛使用的基于底层图形接口Open-GL或Direct3D的可视化仿真系统效率低下,且各种作战仿真研究的首要目标是提高其环境的真实性。因此,本文针对当前坦克模拟训练系统在高逼真度、高效率、跨平台和强交互性等方面的不足,提出了基于跨平台开发引擎Unity3D坦克虚拟驾驶模拟系统的设计思想。采用插件集成开发的模式对视景系统进行设计并做仿真研究,完成了由视景仿真模块、实时天气特效管理模块、行为驱动仿真模块、仪表仿真模块和坦克作战仿真模块、控制界面等子模块所组成的坦克虚拟驾驶视景仿真系统,并讨论了各个子模块的设计功能和技术原理。首先,结合坦克驾驶信息融合的实际需求和国内外最新的信息融合动态,提出了改进的信息融合功能模型,同时建立了与之对应的战场态势感知系统评价体系,旨在将虚拟现实与态势感知结合起来,为未来坦克虚拟驾驶提供理论的方案设计。其次,以现代坦克主战场为背景及视景仿真系统的高逼真度要求,开展虚拟场景混合建模方法的研究,并在三维建模软件3ds Max下建立了坦克模型及三维场景相关模型。采用地形绘制技术构建了真实感较强且多样的坦克虚拟驾驶场景,通过获得高精度低面数的DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)构建真实地形。以往的模拟驾驶系统仅简单地对雨、雪、雾等自然景观进行仿真,并未结合实地环境。本系统设置了天气系统管理模块来动态控制雨、雪、雾的仿真特效,具有实时和交互的特性。通过调整系统粒子数量,实现不同强度的雨、雪、雾的特效渲染,同时从地理位置上对应现实城市,将预置的地理位置的真实气象数据实时返回,并将现实天气同步到虚拟场景中,用户可根据实时天气状况对虚拟场景中的天气特效做出动态调整,在一定程度上有助于坦克操纵时提前做出合适的预判。此外,在仿真软件Unity3D中,根据坦克车辆动力学模型和碰撞器的使用,设计了满足本系统要求的控制程序脚本,坦克可以实现多种场景下的驱动仿真,在虚拟环境中能够紧贴高低起伏的地面实时完成前进、倒车、制动、左右转弯、瞄准敌方目标开炮等行为。本文提出了基于X Dreamer状态机坦克虚拟驾驶控制方案,极大地减少了系统资源消耗。最后,通过采用NPC(Non-Player Character,非玩家角色)自动寻路算法进行智能感知,NPC坦克能够动态规划路径,进而锁定敌方目标,然后与用户操纵的坦克一起完成编队协同作战仿真。经测试验证,视景仿真系统运行后保持在101-372FPS(Frame Per Second,帧率),本系统的各模块设计仿真效果均已较好实现,基本达到了视景仿真系统实时交互性和真实沉浸感的要求。

葛星[6](2020)在《液压支架群与煤层协同虚拟仿真运行关键技术研究》文中研究指明随着“工业4.0”与“中国制造2025”等概念的提出与深入推进,煤矿开采也开始朝着智能化和无人化方向发展。液压支架作为煤矿开采的核心设备之一,其对工作面煤层支护姿态的合理性、对刮板输送机推移的准确性及综合控制的协调性直接决定了煤矿开采的智能化水平。随着煤矿开采的不断深入,综采工作面也面临着越来越复杂的工作环境,若液压支架无法对变化的煤层工作面进行及时有效的支护,将会对煤矿安全生产及井下工作人员造成严重后果。当前的对液压支架运动仿真的研究都是针对于单台液压支架,且仿真过程中脱离了液压支架的工作环境,没有考虑实际生产过程中煤层环境对液压支架运动的影响;目前对液压支架群组协同运行的研究重点也大多是针对液压支架群组动作控制,很少有人对液压支架的支护特性进行研究。本文对液压支架群与煤层协同虚拟仿真运行关键技术进行研究,利用虚拟现实软件Unity 3D实现液压支架群基于煤层的运动仿真。本文首先研究了液压支架与煤层的耦合运行的关键技术,包括虚拟物理引擎的应用、液压支架模型的导入、煤层环境曲面的生成;基于此,本文研究了针对煤层环境的单台液压支架支护姿态自适应调整的方法;然后研究了液压支架群组基于煤层环境的协同控制方法;最后搭建液压支架与煤层协同运行姿态监测实验平台,并进行了实验验证。本文的主要研究内容和主要研究成果如下:(1)提出了一种虚拟环境下液压支架模型与煤层环境模型耦合运行方法。该方法借助虚拟物理引擎的性质,在虚拟环境基于煤层环境信息直接生成煤层曲面模型,通过对液压支架模型和煤层曲面模型添加相应的物理组件使其具有和现实生产过程中相同的物理特性,实现了液压支架基于煤层环境的运动仿真。(2)建立了液压支架模型的D-H坐标系,通过对基于顶梁信息的液压支架模型逆运动学的分析,实现了对各连杆机构转动角度和立柱伸长量的求解,为液压支架实现主动支护提供了运动学的分析。(3)提出了一种基于煤层环境的液压支架支护姿态自适应调整方法。该方法通过构建虚拟顶梁模型,借助虚拟顶梁对煤层顶板曲面支护信息的传递,液压支架模型就可以进行相应的支护姿态调整,实现对不同煤层环境的主动支护。本文设计了液压支架支护姿态调整实验,验证了虚拟环境中液压支架支护姿态的可靠性。本方法为井下液压支架对煤层环境的及时有效支护提供了新的研究思路。(4)对液压支架群组的协同运行的姿态控制方法进行了研究。在虚拟空间中通过控制每台液压支架的移架量实现了液压支架群组间的直线度控制;通过分析液压支架群组间的异常姿态,对液压支架群组之间进行实时的碰撞监测,基于该方法能够及时发现具有异常姿态的液压支架,保证了液压支架群组的正常运行。

孙鑫[7](2018)在《动态影像艺术的反叙事性研究》文中研究表明动态影像艺术产生在第二次世界大战后的20世纪60年代中期,它几乎是伴随着表演、观念艺术、激浪派和极限主义一起出现的。动态影像艺术产生的直接根源主要在于两个方面:一是反商业电视,以白南准等人为代表,试图通过艺术家手中的便携式摄像机,表现出不同于主流电视媒体文化的另一种个人化的社会和文化批评视角;另一方面是从事动态影像艺术制作的艺术家们在当时受到了激进派、表演艺术、人体艺术、贫穷艺术、波普艺术、极简雕塑、概念艺术、先锋音乐、实验电影、当代舞蹈和当代戏剧等一系列多样化跨学科的文化运动和理论的影响。随着20世纪70年代以来计算机数字影像处理、数字编辑、三维虚拟、网络媒介和互动技术的运用,动态影像艺术直接与环境和公共交流的概念相联系。发展到80年代,大量表现为一种合成影像艺术,以电子媒体为核心媒介的多种影像处理、装置环境和视觉形态综合使用的艺术语言。到了90年代,动态影像艺术已然成为一种全球化的现象。艺术家们借助全球语境与本土语境的优势,创作了一大批极具个人理念并且类型多样的动态影像作品,时至今日已然发展成一种虚拟沉浸式的影像艺术形式。本文所研究的动态影像艺术是兼具先锋性与实验性的影像艺术实践。动态影像艺术在图像自身中具有一种视觉的批判功能,并在后现代主义形成时期能够在电影、电视、广告这些商业和大众流行图像内部进行反制和瓦解,使后现代主义在大众图像的使用上渗透进一种文化批判,最终形成对大众图像的一种另类而精英的解读方式,其叙事方式带有明显的反叙事性。所谓反叙事,实则还是在叙事,是对于叙事结构、叙事语言、叙事时空等的一种实验性探索,以一种逆向的方式实现了叙事的功能。本文通过对20世纪60年代后社会环境、相关艺术、思想理论、科学技术的研究,试图为“动态影像艺术的反叙事性”由酝酿到发生,梳理出清晰的历史脉络。具体为:首先,考察20世纪60年代后与动态影像艺术产生相关的历史事件和代表人物以及相关艺术的影响。其次,对动态影像艺术的结构、主题、语言、时空等诸多元素进行深入研究,分析这些元素与反叙事性的关系。本文由六部分构成:引言部分,主要论述了本文的研究背景、研究目的、研究现状与意义。第一部分,阐述“动态影像艺术”的源起与叙事功能。主要表明这种具有当代性的影像艺术形式是在20世纪60年代中对主流商业电视的反抗,并且受到了实验电影、实验音乐等不同艺术形式和艺术思潮的影响,在叙事功能方面形成了一种新型的视觉文本形式。第二部分,描述“动态影像艺术的反叙事性”走入人们视野的历史背景。分析了20世纪60年代后社会环境、相关艺术、思想理论、科学技术对动态影像艺术发展的影响,为之后形成一种独立的艺术形式提供了适宜的条件和空间。通过对电视传媒媒体力量的反抗,以及传统电影叙事的颠覆,具有反叙事性的动态影像艺术实践拉开了帷幕。第三部分,描述了动态影像艺术反叙事结构的基本形态。总体来说,一方面体现在非线性的叙事结构上,另一方面是结合了非线性叙事的超文本叙事结构,整体上完成了对传统影像叙事结构的颠覆。第四部分,是对动态影像艺术的主题及影像语言中反叙事性的深入研究。时代的演变最大的变化是叙事主题的变化,因此,边缘群体和自我意识的变化、边缘群体生活与社会生活、自我生活与社会生活的关系以及政治和文体差异对观念的集合形成了动态影像艺术反英雄与反宏大叙事的创作主题。继而,以动态影像艺术的创作主题为线索,深入研究了影像语言的形态与特点。众多动态影像艺术家的经典作品成为了研究动态影像艺术反叙事性的重要依据。这些艺术家着眼于创造新的影像语言和新的编码方式,立足于影像的实验性和先锋性,试图通过动态影像的反叙事性特征,颠覆传统的影像叙事语言。第五部分,分析反叙事性在动态影像时空维度中的表现。通过对动态影像艺术中时间与空间维度的分析,阐释动态影像艺术在空间上的多角度以及时间上的多层级,这不仅是对传统影像叙事时空的表现手段进行了解构,而且也利用新技术探讨动态影像艺术发展新的时空维度的可能性。第六部分,重点讨论反叙事性对动态影像艺术创作实践的意义,以及由此引发的艺术反思。

车力[8](2019)在《视觉感知优化的虚拟场景生成关键技术研究》文中认为随着计算机技术的发展、大数据和互联网研究应用的兴起,人们对虚拟场景沉浸感的要求不断提升。虚拟现实系统在场景生成与漫游绘制方面涌现出三维实体数目多、复杂度高以及场景规模大等特点,传统建模与绘制方法已无法解决虚拟现实系统在模型复杂度、渲染真实感及场景规模性之间的突出矛盾。因此,在计算机硬件资源约束下,研究视觉感知优化的虚拟场景建模、绘制与漫游技术具有重要的理论意义和应用前景。本文重点围绕多视点图像的三维模型简化视觉降质评价与多分辨率建模、虚拟场景视点质量评价与最优视点智能选择、虚拟场景模型分辨率层级智能组合优化、大规模虚拟场景漫游方法以及虚拟海洋环境可视化逼真度评估等关键技术进行分析和研究,主要工作和创新点如下:1)针对图像评价网格模型简化失真存在视点数目选取凭借经验尝试、评价因素不完善等问题,提出一种基于多视点图像的网格模型简化视觉感知降质评价方法。在对基于视点的网格简化、场景最优视点选择等应用领域视点数目与算法效率关系总结分析基础上确定视点数目候选方法。从基于像素误差、基于信息论以及基于视觉感知三类图像质量评价指标中,根据指标的应用范围与评价性能两方面考虑对图像指标进行遴选。设计了多视点图像评价框架,将客观评价结果与The IEETA Simplification Database中主观意见评分进行相关性分析得到各评价因素的评价性能。在此基础上,将原始模型与简化模型在最优视点集下的视图差异作为简化引起的视觉感知误差。通过与三角形特征因子约束的QEM算法结合构建了视觉、几何多特征度量函数以控制模型的简化深度,保证简化模型的视觉、几何特征的保持。对比实验结果验证了方法的有效性。2)针对虚拟场景视点质量评价存在计算时间冗长、结果与人眼观察习惯难相符的问题,分别从图像角度和场景视点属性角度提出了两种场景视点质量评价方法。首先,分析了数字图像中亮度、色度、纹理、空间位置以及边缘像素等因素对人眼视觉感知影响并建立了数学模型。将场景图像等大小分割并计算各图像区域块视觉感知影响因子,通过归一化得到各图像区域块权重。在此基础上结合图像信息熵提出一种结合视觉感知与信息熵的场景视点质量评价方法:区域感知加权信息熵(RPWIE)。其次,根据场景几何特征、语义特征以及图像特征定义了场景视点描述子。利用表征模型视觉特征的顶点曲率构建场景视点几何特征度量函数模型表面显着度熵。通过将视点几何信息与视点图像信息相融合,提出了多视点属性融合的场景视点质量评价方法:视点潜能(VP)。最后,设计了基于AW-PSO算法的场景最优视点智能选择框架,以虚拟海战环境为例对所提两种算法的有效性进行验证,并与已有算法进行比较分析。结果表明,RPWIE算法执行效率高,计算得到的最优视点图像符合人眼视觉感知特性。VP算法计算得到最优视点能够包含更多的场景信息,满足观察者对场景的认知需要,且观察视角更为舒适。3)针对三维场景开发过程中传统的人工选择和调整模型分辨率层级过程繁琐冗长,难以达到理想的场景渲染效果的问题,提出了一种基于反馈机制的场景模型层级组合优化方法。分析了场景中模型观察距离、运动速度、视域偏心率等因素对视觉感知的影响,建立了视觉感知敏锐度因子数学模型。通过帧频与场景渲染效果反馈,利用视觉感知敏锐度因子对模型分辨率层级进行调整最终获得场景模型层级最优组合方案。实验表明,该方法能有效减少组合评价次数,快速获得高逼真度且符合人眼视觉特性的三维场景模型分辨率层级最优组合方案。同时,针对基于图像信息熵的模型层分辨率级PSO寻优算法存在场景可视化效果评价指标单一、寻优速度慢以及求解精度低等问题,从场景图像信息量、边缘信息量以及图像清晰度三方面考虑,构建了场景多特征信息融合的模型分辨率层级智能组合框架。对PSO算法中惯性权重和学习因子进行改进,并与GA算法相结合构建GA-PSO混合算法以加快算法进化速度和提高最优解的求解精度。设计了与基于单指标的模型层级组合PSO寻优对比实验,结果表明在相同实验条件下该方法在寻优效率与场景可视化效果方面均优于基于单指标评价方法。4)针对大规模场景漫游方法存在场景信息描述不直观、交互漫游耗时长、视角变化突兀以及路径不平滑等问题,提出了一种大规模虚拟场景自动漫游方法。首先,将场景按照最优观察视距准则自适应划分为若干便于分析、有意义的子区域,通过凸包构建子区域最优视点球。其次,对场景子区域视点球进行视点采样与评价,通过聚类算法和贪婪算法对场景子区域视点进行优选组成场景子区域最优视点集。分别采用GA-TSP和ACO-TSP优化场景子区域内视点排序和子区域间漫游顺序。最后,采用三次Hermite曲线对漫游路径中拐点进行平滑处理以避免视角转变的突兀感。实验结果表明提出算法能够自动生成平滑、无交叉的漫游路径,具有漫游舒适度好、沉浸感强和场景信息认知度高的特点,对大规模三维场景的开发和漫游绘制起到一定的辅助作用。5)为了实现对不同海浪建模方法的可视化逼真度有效评估,提出一种主客观结合的虚拟海洋环境可视化逼真度评估方法。在遵循三维可视化仿真实时性、一致性、交互性和组合性等基本原则的基础上,结合人类视觉系统对信息感知和认知原理,从虚拟海洋环境描述、场景认知和动态展示度出发,分析了影响视景仿真逼真度要素组成及相互关系,构建了多样性的可视化逼真度评估指标。分别采用层次分析法和熵权法确定主、客观权重,采用基于博弈论的主客观组合赋权以兼顾主观属性偏好同时减小主观随意性,使指标权重达到主、客观统一。最后应用改进雷达图实现综合评价结果定量化、直观化。通过3种典型海洋环境可视化为例完成逼真度评定,结果表明该方法能够正确、合理地解决可视化逼真度评定问题,为大型复杂视景仿真系统的逼真度评估提供了一种新的视角。

李仁杰[9](2018)在《人机共驾型智能汽车的共享控制方法研究》文中研究表明人机共驾指驾驶人和智能系统通过多层次合作,分享车辆控制权并协同完成驾驶任务,可克服传统智能汽车所面临的安全、伦理和成本等问题,是智能驾驶技术的新型发展方向。人机共驾在操作执行层面的实现依赖于人机同时在环控制车辆的共享控制方法。本文以人机共驾型智能汽车的横向车道保持共享控制方法为研究对象,现有相关研究存在所用驾驶人模型不合理、车道保持性能受到制约以及人机冲突难以消解等问题。为克服上述问题,本文围绕共享控制器设计方法、驾驶人转向行为建模与辨识以及共享控制的舒适性优化三个科学问题展开研究。首先,建立了可应用于主动转向或线控转向系统的间接式共享控制架构,提出了基于输入线性加权的人机控制融合方案。提出了可刻画驾驶人适应特性的最优响应转向行为模型,推导了其在不同系统控制器下的通用模型表达式。根据驾驶人最优响应模型设计了系统的纳什均衡共享控制策略,推导了车辆纳什均衡轨迹平衡点的快速计算公式。所研究的纳什均衡共享控制方法充分考虑了人机博弈特征,可优化人机双环控制下的车道保持性能。其次,对驾驶人最优响应转向行为模型参数进行了辨识。推导了传统分离式控制器下的驾驶人最优响应模型表达式,提出了驾驶人期望轨迹偏移特性的线性参数化模型,设计了基于系统轨迹修正的驾驶人期望轨迹提取方法。最后基于驾驶模拟器实验数据,分别利用线性回归和非线性最小二乘辨识了期望轨迹特性参数和最优响应模型参数。研究结果为驾驶人最优响应模型的参数设置提供了参考,揭示了驾驶人在人机共驾中转向操作行为的变化规律。然后,通过实验数据定性分析表明了期望轨迹差异是造成共享控制中人机冲突的根源,推导了理论上可最优化驾驶人操作负荷的帕累托最优控制律,证明了以驾驶人期望轨迹为目标轨迹的分离式控制器可从实用层面对其进行近似。基于梯度下降法研究了系统的期望轨迹自适应方法,推导了驾驶人期望轨迹特性参数的积分形式在线更新律,给出了该方法的实用化处理手段和总体算法流程。所研究方法进一步改善了驾驶人在人机共驾中的操控舒适性。最后,基于驾驶模拟器进行了共享控制方法的验证实验,设计了共驾辅助系统的主客观综合评价体系,比较了纳什均衡共享控制策略和帕累托最优共享控制策略在车道保持精度、驾驶人操作负荷和驾驶人主观评价三方面的性能差异。

王萌[10](2018)在《基于GenesisRTX的飞行器视景分布式仿真系统研究》文中研究说明飞行仿真是视景仿真的一个重要领域,采用计算机图形图像技术,根据仿真的目的,创建仿真对象的三维模型和虚拟场景,利用真实数据驱动三维模型,并将飞行数据以图像的方式显示在屏幕上,通过逼真的演示效果,客观实时地再现飞行器飞行过程中的姿态信息,反映其动态过程和特点,为观察飞行器的运动过程提供直观易懂的事实依据,这相对于传统对飞行器的研制、设计、训练、维护等更加高效、经济、安全。本文针对这些问题,设计并开发了一个开放的可视化的实时飞行器视景分布式仿真系统。本文首先介绍了飞行器视景仿真的研究背景和意义,通过与传统仿真引擎数据库生成和可视化方法对比,选用GenesisRTX作为本文的仿真引擎,接着提出了视景分布式仿真方案,包括视系统硬件构成、功能设计、视图设计和工作流程。然后,基于GenesisRTX开发引擎,主要从飞行器三维实体建模、飞行器飞行虚拟场景搭建、虚拟场景实时驱动等方面对飞行器视景分布式系统进行了开发。本文采用Simulink构建的动力学模型,采用Creator建立了多个机型的三维模型;采用GensisIG对仿真对象进行配置,采用GenesisAM对虚拟场景进行配置;采用数据库动态加载的方式,结合层次细节LOD技术,确保视景系统的实时性和真实感;基于CIGI协议,完成网络数据的接收以及多通道虚拟场景实时驱动。同时通过XML与数据库的双向数据交换搭建了一个开放的场景搭建平台,利用其可快速搭建不同的场景,以供飞行器在不同场景下进行视景仿真。最后对系统的实时性进行了仿真验证和演示,进行了飞行器的各种飞行动作以及在不同环境下飞行器飞行等诸多实验,验证了飞行器视景分布式仿真系统的功能。

二、虚拟仿真中全景绘制的一种方法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、虚拟仿真中全景绘制的一种方法(论文提纲范文)

(1)三维虚拟牵引变电站交互仿真系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 三维虚拟仿真技术现状分析
        1.2.2 虚拟变电站仿真培训现状分析
    1.3 论文内容及论文结构
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文结构
2 虚拟变电站交互系统及三维仿真技术
    2.1 牵引变电站工作人员作业任务
        2.1.1 牵引变电站系统认知
        2.1.2 牵引变电站工作人员巡视
    2.2 系统功能需求分析
        2.2.1 系统基本需求分析
        2.2.2 系统性能需求分析
    2.3 虚拟牵引变电站仿真系统设计原则
    2.4 三维仿真技术开发工具简述
    2.5 本章小结
3 虚拟变电站交互仿真系统总体设计
    3.1 虚拟变电站交互仿真训练系统总体技术路线
    3.2 虚拟变电站交互仿真训练系统功能模块设计
    3.3 虚拟变电站交互仿真训练系统层次结构设计
    3.4 本章小结
4 虚拟变电站三维建模及场景构建
    4.1 牵引变电站虚拟化模型构建
        4.1.1 虚拟变电站设备模型构建过程
        4.1.2 变电站站内设备参数化建模
        4.1.3 虚拟变电站站外标准化建模
    4.2 不同天气场景下虚拟变电站场景构建
    4.3 世界坐标系-人坐标系转换设计
    4.4 虚拟变电站碰撞检测设计
        4.4.1 引擎包围盒与OBB碰撞包围盒设计研究
        4.4.2 二次碰撞检测体设计
    4.5 本章小结
5 虚拟变电站交互仿真训练系统设计与实现
    5.1 系统交互界面总体布局
        5.1.1 UI界面设计原则
        5.1.2 人机交互界面设计
        5.1.3 系统场景跳转实现
        5.1.4 用户登录界面的设计与实现
    5.2 变电站电力设备认知模块设计实现
        5.2.1 变电站电力设备展示实际实现
        5.2.2 变电站电力设备搜索设计实现
        5.2.3 变压器拆解功能实现
    5.3 标准化变电站巡视作业流程编程解析
        5.3.1 标准化变电站巡视作业解析
        5.3.2 巡视作业流程-编程脚本对应分析
        5.3.3 变电站定点漫游巡视设计与实现
        5.3.4 变电站自由视角漫游巡视设计与实现
        5.3.5 虚拟变压器安全净距常规预警流程设计实现
    5.4 辅助功能设计
        5.4.1 题库设计
        5.4.2 避雷针保护范围计算
    5.5 系统功能模块测试
    5.6 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(2)恶臭气体及工业废水处理工艺VR教学软件设计及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和研究意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 研究内容
第2章 文献综述
    2.1 虚拟仿真软件的教学应用
    2.2 虚拟现实的发展及基本概念
    2.3 VR教学软件的开发与应用
        2.3.1 VR教学应用
        2.3.2 VR教学效果
        2.3.3 环境工程教学中虚拟仿真软件的使用
    2.4 VR软件开发比选
        2.4.1 三维建模软件
        2.4.2 贴图制作软件
        2.4.3 VR开发软件
    2.5 实时渲染性能优化概述
        2.5.1 虚拟现实软件的实时渲染
        2.5.2 虚拟现实软件的硬件需求
        2.5.3 UE4的实时渲染概述
        2.5.4 VR中性能优化的研究
    2.6 本章小结
第3章 开发流程
    3.1 对原开发流程的改进
    3.2 新开发流程详述
        3.2.1 C4D建模
        3.2.2 模型优化
        3.2.3 UV处理
        3.2.4 贴图制作
        3.2.5 模型的碰撞体制作
        3.2.6 场景搭建
        3.2.7 材质制作
        3.2.8 光照构建
        3.2.9 粒子制作
        3.2.10 场景优化
        3.2.11 软件交互设计
        3.2.12 音效设置
        3.2.13 打包发行
    3.3 软件使用概述
        3.3.1 操作说明
        3.3.2 场景漫游
        3.3.3 模型拾取
    3.4 本章小节
第4章 废气除臭系统VR软件设计
    4.1 项目简介
    4.2 项目重点与难点分析
    4.3 软件功能展示
        4.3.1 设备内部结构展示
        4.3.2 流向展示
        4.3.3 工况展示
    4.4 场景权重划分
    4.5 材质制作
        4.5.1 母材质制作与使用
        4.5.2 泛用材质制作与使用
        4.5.3 管路水动画材质
        4.5.4 液位计参数可调材质的制作
    4.6 交互开发
        4.6.1 三维菜单的制作
        4.6.2 强制旋转与借助宏的主菜单更新
    4.7 性能优化效果分析
        4.7.1 项目优化前后主要性能参数对比
        4.7.2 进一步的性能优化方向
    4.8 视频录制
        4.8.1 定序器(Sequencer)概述
        4.8.2 视频录制中的项目更改
        4.8.3 基于Sequencer的项目衍生视频制作
        4.8.4 VR旁观者视角(VR Specttor)
        4.8.5 全景视频的制作
    4.9 本章小结
第5章 某煤化工废水厂VR软件设计
    5.1 项目简介
    5.2 项目重点与难点分析
    5.3 基于DataSmith的工作流改进
    5.4 性能优化功能与应用
        5.4.1 实例化静态几何体排布
        5.4.2 距离剔除
        5.4.3 LOD与HLOD
        5.4.4 流送虚拟纹理
    5.5 基于Quixel Mixer的PBR材质制作
        5.5.1 以带式污泥脱水机加药箱为例的复杂材质制作
        5.5.2 Quixel蒙版原理简介
        5.5.3 表面及边缘锈蚀的制作
        5.5.4 内部污垢的制作
        5.5.5 定制贴图方法的性能测试
    5.6 基于Niagara的粒子效果制作
        5.6.1 Niagara简介
        5.6.2 三沉池絮体类圆周运动分析
        5.6.3 基于Niagara自定义约束组件实现
        5.6.4 自定义约束组件方法的完善
        5.6.5 基于Niagara配合矢量场的实现方法
        5.6.6 Niagara粒子模拟的实时性评价
    5.7 交互内容
        5.7.1 位置提示功能设计
        5.7.2 管路突出展示功能的实现
        5.7.3 后期效果的开关控制
    5.8 本章小结
第6章 教学应用与反馈
    6.1 教学设计
    6.2 教学反馈
    6.3 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 不足与展望
        7.2.1 不足
        7.2.2 展望
参考文献
致谢

(3)特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游技术现状分析
        1.2.2 特种装备刚体动力学仿真模拟现状分析
        1.2.3 特种装备虚拟伪装柔性织物仿真现状分析
        1.2.4 特种装备仿真中人机交互技术现状分析
    1.3 存在的主要问题
    1.4 本文的主要研究内容及创新点
    1.5 论文的组织结构
第2章 特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游
    2.1 大型场景的实时绘制和漫游技术
        2.1.1 多层次细节重划分技术分析
        2.1.2 基于PBR渲染管线技术分析
        2.1.3 实时仿真相关理论应用
    2.2 特种装备大型场景的实时仿真应用实践
        2.2.1 集成实车虚拟仿真平台
        2.2.2 风力发电机虚拟仿真平台
        2.2.3 分子级轴承仿真虚拟场景试验平台
    2.3 本章小结
第3章 基于刚体动力学的特种装备物理仿真研究
    3.1 泵车刚体动力仿真模拟应用
        3.1.1 泵车仿真问题剖析
        3.1.2 泵车刚体动力学建模
        3.1.3 泵车刚体动力学优化
    3.2 装载机刚体动力仿真模拟应用
        3.2.1 装载机仿真问题剖析
        3.2.2 装载机刚体动力学建模
        3.2.3 装载机刚体动力学优化
    3.3 压路机刚体动力仿真模拟应用
        3.3.1 压路机仿真问题剖析
        3.3.2 压路机刚体动力学建模
        3.3.3 压路机刚体动力学优化
    3.4 仿真系统实验效果对比与分析
        3.4.1 泵车作业模拟应用系统
        3.4.2 装载机的动力学仿真应用系统
        3.4.3 压路机的动力学仿真应用系统
    3.5 本章小结
第4章 特种装备虚拟伪装柔性织物仿真研究
    4.1 伪装布料模型的建立
        4.1.1 针对三角形面片的质点弹簧模型优化
        4.1.2 基于位置动力学的伪装布料建模
    4.2 特种装备应用布料的动态真实性问题剖析
        4.2.1 异质布料的动态绘制
        4.2.2 真实风场物理模型问题剖析
    4.3 风场下伪装布料撕裂的改进
        4.3.1 布料撕裂算法问题剖析
        4.3.2 Half-edge半边结构分析
        4.3.3 Half-edge的改进
        4.3.4 布料撕裂稳定性的改进
    4.4 布料仿真效果验证
        4.4.1 实验背景
        4.4.2 伪装布料真实性验证
        4.4.3 实验结果
    4.5 本章小结
第5章 特种装备虚拟现实人机交互技术研究
    5.1 虚拟声场的采集和处理
    5.2 虚拟装配中的手势交互
        5.2.1 手势交互系统构建
        5.2.2 面向特种装备虚拟装配场景的交互设计
        5.2.3 手势操控发动机装配案例
    5.3 特种装备的沉浸式交互
        5.3.1 沉浸式交互问题剖析
        5.3.2 碰撞检测与力反馈
        5.3.3 虚拟测量软件模拟及应用
    5.4 特种装备人机交互舒适性验证
        5.4.1 特种装备交互仿真舒适性问题剖析
        5.4.2 真实特种装备操作环境建立
        5.4.3 特种装备仿真交互模式改进
        5.4.4 实验案例
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(4)嫦娥四号LND辐射本底去除及中子反演(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 国内外的月球探测情况
        1.1.1 国外发展状态
        1.1.2 国内发展状态
    1.2 月球粒子辐射环境研究现状
        1.2.1 粒子辐射来源
        1.2.2 剂量和中子探测情况
    1.3 嫦娥四号卫星背景介绍
    1.4 课题主要研究内容
第2章 月表中子与辐射剂量探测仪的工作原理
    2.1 科学目标
        2.1.1 为载人登月提供剂量数据
        2.1.2 为日球层的研究做贡献
        2.1.3 额外的探测目标
    2.2 LND仪器设计和测量原理
        2.2.1 设计背景
        2.2.2 传感器的基本结构
        2.2.3 带电粒子的探测原理
        2.2.4 中性粒子探测原理
        2.2.5 热中子探测原理
        2.2.6 剂量及LET谱测量原理
    2.3 LND的在轨状态
    2.4 小结
第3章 LND辐射本底去除
    3.1 辐射本底来源
    3.2 本底去除方案
    3.3 地面测试
        3.3.1 测试条件及设备需求
        3.3.2 放射源测试
        3.3.3 测试结果
        3.3.4 剂量率测量结果分析
    3.4 仿真分析
        3.4.1 GEANT4及GDML仿真介绍
        3.4.2 混凝土散射能力的仿真
        3.4.3 天津实验场景仿真
        3.4.4 实验室地面与月表土壤仿真
    3.5 本底结果与校正
    3.6 误差估计方法
    3.7 小结
第4章 月表中子能谱反演
    4.1 中子能谱反演方案
    4.2 中子入射谱和沉积谱的模型
    4.3 响应函数的仿真计算
    4.4 目前中子谱反演的基本方法
        4.4.1 非负最小二乘法原理
        4.4.2 基于泊松分布的最大似然估计法原理
        4.4.3 概率迭代法原理
        4.4.4 数值实验
    4.5 基于概率的联合代数迭代法
        4.5.1 基本思想
        4.5.2 数值实验
    4.6 月球表面中子能谱的初步反演结果
    4.7 小结
第5章 总结与展望
    5.1 研究内容总结及创新性
    5.2 后续工作展望
参考文献
附录A 中国空间站中子反演方法
    A.1 CLYC中子探测器的物理结构
    A.2 CLYC闪烁体探测中子原理
    A.3 中子能谱的反演
        A.3.1 响应函数的计算
        A.3.2 基于增广矩阵的非负最小二乘法
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(5)基于Unity3D跨平台坦克虚拟驾驶视景仿真系统的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外发展现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文研究的主要内容和论文结构
    1.5 本章小结
第二章 视景仿真系统总体方案设计
    2.1 引言
    2.2 视景仿真系统开发引擎Unity3D
        2.2.1 Unity3D作为视景仿真研发工具的优势
        2.2.2 Unity3D的生命周期
    2.3 视景仿真系统框架设计
        2.3.1 三维模型框架
        2.3.2 视景仿真系统总体结构
    2.4 本章小结
第三章 作战坦克驾驶网络化综合态势感知
    3.1 引言
    3.2 态势感知与信息融合的关系
    3.3 信息融合与资源管理
    3.4 综合态势感知信息融合修正模型
    3.5 本章小结
第四章 视景仿真系统的环境开发
    4.1 引言
    4.2 场景实体模型生成
        4.2.1 3dsMax在虚拟现实中的应用
        4.2.2 坦克模型建立与导出
    4.3 地形建模
        4.3.1 基于Unity3D的地形建模
        4.3.2 Unity3D真实地形实现
    4.4 虚拟场景构建
        4.4.1 虚拟场景模型搭建
        4.4.2 天空盒
        4.4.3 虚拟驾驶光照处理
    4.5 实时气象设置管理模块
        4.5.1 实时获取天气信息
        4.5.2 不同天气特效仿真
    4.6 本章小结
第五章 视景仿真系统坦克驾驶动态驱动开发
    5.1 引言
    5.2 Unity3D环境下坦克行为控制
        5.2.1 坦克控制基础
        5.2.2 旋转炮塔
        5.2.3 坦克虚拟驾驶动力学建模
        5.2.4 虚拟驾驶中的车辆碰撞检测
        5.2.5 Unity3D中坦克运动控制
    5.3 基于X Dreamer坦克虚拟驾驶控制方案
        5.3.1 X Dreamer中文脚本工具介绍
        5.3.2 场景漫游
        5.3.3 炮塔与炮管的控制
        5.3.4 坦克驾驶行为控制
        5.3.5 坦克车轮与履带动态仿真
        5.3.6 坦克制动和左右转弯
    5.4 坦克作战仿真模块
        5.4.1 发射炮弹
        5.4.2 Game Manager数据管理
        5.4.3 摧毁敌人
        5.4.4 NPC自动寻路算法
    5.5 音效
        5.5.1 马达音效
        5.5.2 发射音效
        5.5.3 爆炸音效
    5.6 仪表仿真模块
    5.7 图形用户界面设计
    5.8 本章小结
第六章 坦克虚拟驾驶视景仿真系统实现
    6.1 视景仿真系统模块设计实现
    6.2 视景仿真系统测试及分析
        6.2.1 测试目的
        6.2.2 测试环境
        6.2.3 试验过程
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(6)液压支架群与煤层协同虚拟仿真运行关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 引言
    1.3 研究背景、目的及意义
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 研究目的
        1.3.3 研究意义
    1.4 国内外研究动态
        1.4.1 虚拟现实在煤矿领域的研究现状
        1.4.2 虚拟现实技术在液压支架运动仿真方面的研究现状
        1.4.3 虚拟现实技术在液压支架状态监测方面的研究现状
        1.4.4 目前研究中存在的问题
    1.5 研究内容及技术路线
    1.6 本章小结
第二章 液压支架群与煤层协同虚拟仿真运行总体框架
    2.1 引言
    2.2 总体框架设计
    2.3 Unity3D物理引擎概述
    2.4 液压支架虚拟模型的建立
        2.4.1 液压支架概述
        2.4.2 液压支架虚拟模型的导入与修补
        2.4.3 液压支架模型父子关系建立
    2.5 虚拟煤层模型的建立
        2.5.1 煤层曲面概述
        2.5.2 煤层曲面的生成
        2.5.3 煤层曲面的数据驱动
    2.6 液压支架模型与煤层曲面模型的耦合运行方法
    2.7 液压支架群与煤层虚拟仿真运行系统
        2.7.1 液压支架自适应支护系统
        2.7.2 液压支架群协同运行姿态控制系统
    2.8 本章小结
第三章 液压支架支护位姿运动学模型构建
    3.1 引言
    3.2 液压支架运动学模型研究
    3.3 液压支架的支护位姿的运动学分析
        3.3.1 D-H建模方法
        3.3.2 液压支架D-H坐标系的建立
        3.3.3 底座—后连杆—掩护梁
        3.3.4 顶梁—立柱
    3.4 本章小结
第四章 单机液压支架支护姿态自适应调整关键技术
    4.1 引言
    4.2 液压支架姿态自适应调整的难点
    4.3 液压支架姿态自适应调整方法
        4.3.1 虚拟顶梁的建立
        4.3.2 虚拟顶梁数据的传递
    4.4 本章小结
第五章 液压支架群组协同运行姿态控制关键技术
    5.1 引言
    5.2 液压支架群协同控制原理
    5.3 液压支架群直线度控制
    5.4 液压支架群姿态控制
        5.4.1 液压支架群异常姿态分析
        5.4.2 液压支架群姿态监测
    5.5 本章小结
第六章 液压支架群与煤层协同运行系统建立与实验
    6.1 引言
    6.2 液压支架物理姿态监测实验
        6.2.1 液压支架物理姿态监测实验平台
        6.2.2 虚拟环境中液压支架推进姿态监测平台
        6.2.3 实验结果及分析
    6.3 液压支架支护姿态监测实验
        6.3.1 液压支架支护姿态监测实验平台
        6.3.2 虚拟环境中液压支架支护姿态监测平台
        6.3.3 实验结果及分析
    6.4 液压支架群组姿态监测虚拟仿真实验
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 工作总结
    7.2 主要结论
    7.3 进一步工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(7)动态影像艺术的反叙事性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
    一、研究背景
    二、研究目的
    三、研究现状
        (一)动态影像艺术研究
        (二)影像叙事理论研究
    四、研究意义
第一章 动态影像艺术的源起及其叙事功能
    一、动态影像艺术的产生及发展
        (一)动态影像艺术的实验先驱
        (二)动态影像艺术的前卫实践
    二、动态影像艺术与电影和电视
        (一)动态影像艺术与电影的区别
        (二)动态影像艺术与电视的区别
    三、动态影像艺术及其叙事功能
        (一)传统媒介的叙事功能
        (二)动态影像的叙事功能
第二章 动态影像艺术的形式独立及反叙事性的合法性
    一、动态影像艺术作为一种独立的艺术形式
        (一)社会环境的影响
        (二)相关艺术的影响
        (三)思想理论的影响
        (四)科学技术的影响
    二、动态影像艺术中反叙事性的合法性
        (一)反抗电视的传媒力量
        (二)反抗电影的传统叙事
第三章 动态影像艺术的反叙事性结构
    一、动态影像艺术的非线性结构
        (一)从画框中走出来的风景——全景艺术
        (二)打破叙事传统的非线性结构——詹姆斯乔伊斯的意识流
        (三)网状模式——动态影像艺术的非线性叙事
    二、动态影像艺术的超文本结构
        (一)从封闭走向开放
        (二)从线性走向分叉
        (三)从完整走向碎片
第四章 动态影像艺术语言的反叙事性
    一、动态影像艺术的主题演进
        (一)反英雄主题
        (二)反宏大主题
    二、动态影像艺术的语言形态
        (一)视听——边界消融
        (二)互动——观者重生
        (三)体验——环境虚拟
    三、动态影像艺术的语言特点
        (一)记录的即时性
        (二)身体的表演性
        (三)文本的观念性
        (四)技术的连接性
        (五)装置的环境性
        (六)电子的编辑性
        (七)多维的虚拟性
        (八)时空的交互性
第五章 动态影像艺术中时空维度的反叙事性
    一、动态影像艺术中时间维度的反叙事性
        (一)分叉的故事时间
        (二)自由的叙述时间
        (三)互动的观看时间
    二、动态影像艺术中空间维度的反叙事性
        (一)隐喻的故事空间
        (二)交互的叙述空间
        (三)虚拟的现实空间
结语
参考文献
后记
在学期间公开发表论文及着作情况

(8)视觉感知优化的虚拟场景生成关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
缩略词
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三维网格模型视觉降质评价方法
        1.2.2 三维网格模型简化方法
        1.2.3 虚拟场景视点质量评价方法
        1.2.4 虚拟场景漫游方法
        1.2.5 人眼视觉感知特性
    1.3 研究内容及组织结构
        1.3.1 论文研究内容
        1.3.2 论文组织结构
2 多视点图像的模型简化视觉降质评价与多分辨率建模研究
    2.1 引言
    2.2 网格模型简化视觉感知降质评价因素
        2.2.1 图像质量评价指标因素扩充
        2.2.2 模型视点位置与数目因素提出
        2.2.3 误差Pooling算法
    2.3 多视点图像评价设计与数据分析方法
        2.3.1 多视点图像的模型简化视觉降质评价框架
        2.3.2 场景模型渲染方法与光源设置
        2.3.3 主观平均分数据库与评价性能量化指标
    2.4 改进后评价结果统计对比分析
        2.4.1 图像指标评价性能分析
        2.4.2 模型视点位置与数目性能分析
        2.4.3 误差Pooling算法性能分析
        2.4.4 简化视觉降质评价因素最优参数
    2.5 基于视觉感知与QEM融合的模型多分辨率建模方法
        2.5.1 网格简化基本定义
        2.5.2 改进的三角形折叠QEM算法
        2.5.3 三角形折叠多视点视觉感知误差度量提出
        2.5.4 新顶点位置计算与误差更新
        2.5.5 算法流程
        2.5.6 实验结果与分析
    2.6 小结
3 虚拟场景最优视点智能选择
    3.1 引言
    3.2 结合视觉感知与信息熵的视点质量评价方法
        3.2.1 视觉感知影响因子
        3.2.2 图像信息熵
        3.2.3 区域感知加权信息熵
    3.3 基于多特征融合的视点质量评价方法
        3.3.1 虚拟场景视点属性分析
        3.3.2 视点多特征融合评价框架与实现
    3.4 基于AW-PSO的虚拟场景视点寻优
        3.4.1 最优视点智能选择框架
        3.4.2 自适应权重PSO算法
        3.4.3 AW-PSO视点寻优建模
        3.4.4 算法流程
    3.5 视点寻优综合实验与比较分析
        3.5.1 基于RPWIE的场景最优视点
        3.5.2 基于VP的场景最优视点选择
        3.5.3 RPWIE算法与VP算法比较分析
    3.6 小结
4 虚拟场景多分辨率模型层级智能组合优化
    4.1 引言
    4.2 基于反馈机制的场景模型层级组合优化
        4.2.1 算法思想与框架
        4.2.2 场景模型视觉感知敏锐度因子
        4.2.3 组合优化算例
    4.3 基于GA-PSO的虚拟场景多分辨率模型层级智能组合优化
        4.3.1 GA-PSO模型层级智能组合优化框架
        4.3.2 GA-PSO混合算法
        4.3.3 场景图像多特征融合评价方法
        4.3.4 GA-PSO模型层级组合优化建模
        4.3.5 组合优化算例
    4.4 小结
5 大规模虚拟场景漫游方法研究
    5.1 引言
    5.2 虚拟场景漫游框架
    5.3 场景区域划分与视点球生成算法
        5.3.1 视距约束下场景区域自适应划分
        5.3.2 基于凸包的区域最优视点球构建
    5.4 场景子区域N-Best Viewpoints选择算法
        5.4.1 基于K-Means++算法的场景子区域最优视点集选取
        5.4.2 基于贪婪算法的场景子区域最优视点集选取
    5.5 漫游路径优化方法
        5.5.1 场景漫游路径优化建模
        5.5.2 场景子区域内漫游路径GA-TSP优化
        5.5.3 场景子区域间漫游路径ACO-TSP优化
        5.5.4 漫游路径平滑
    5.6 实验结果与分析
    5.7 小结
6 主客观结合的虚拟海洋环境可视化逼真度评估
    6.1 引言
    6.2 评估指标体系构建与层次结构模型
    6.3 基于博弈论的主客观组合赋权
        6.3.1 评估指标主客观赋权方法
        6.3.2 博弈论组合赋权
    6.4 基于改进雷达图的多变量数据可视化
    6.5 评估算例
    6.6 小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况

(9)人机共驾型智能汽车的共享控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 人机共驾型智能汽车的研究背景与意义
        1.1.1 智能汽车的发展现状
        1.1.2 人机共驾与共享控制
    1.2 共享控制方案的分类
        1.2.1 按共享控制的作用方式分类
        1.2.2 按共享控制的应用场景分类
    1.3 车道保持共享控制方法的研究现状
        1.3.1 共享控制的起源与早期研究
        1.3.2 面向车道保持场景的共享控制方法
        1.3.3 用于共享控制的驾驶人转向行为模型
        1.3.4 共享控制的驾驶人舒适性优化方法
    1.4 本文主要研究内容
第2章 车辆动力学模型与轨迹跟踪算法基础
    2.1 道路坐标下的车辆线性二自由度动力学模型
    2.2 无约束模型预测轨迹跟踪算法的构造与求解
    2.3 本章小结
第3章 基于动态纳什均衡的共享控制器设计方法
    3.1 基于输入线性加权的间接式共享控制架构
        3.1.1 间接式共享控制架构介绍
        3.1.2 基于输入线性加权的控制融合方案
    3.2 基于模型预测控制的驾驶人最优响应转向行为模型
        3.2.1 驾驶人最优响应转向行为模型的原理
        3.2.2 驾驶人最优响应转向行为模型的构造与推导
        3.2.3 线性加权共享控制下的人车路闭环动力学模型
    3.3 纳什均衡共享控制器的设计方法
        3.3.1 非合作动态博弈纳什均衡的定义
        3.3.2 纳什均衡共享控制策略的构造与求解
        3.3.3 纳什均衡轨迹平衡点的快速计算方法
    3.4 仿真结果
        3.4.1 纳什均衡控制器与分离式控制器的对比
        3.4.2 纳什均衡轨迹的影响因素
        3.4.3 纳什轨迹平衡点快速计算方法的验证
    3.5 本章小结
第4章 驾驶人最优响应转向行为模型的参数辨识
    4.1 最优响应模型参数辨识的研究动机
    4.2 最优响应模型的参数辨识方法
        4.2.1 分离式共享控制器下的最优响应模型
        4.2.2 驾驶人期望轨迹特性的辨识方法
        4.2.3 最优响应模型参数辨识方法的选择
    4.3 模型参数辨识实验
        4.3.1 实验设置
        4.3.2 实验步骤
    4.4 参数辨识过程及结果
        4.4.1 实验数据预处理
        4.4.2 期望轨迹偏移特性辨识
        4.4.3 最优响应模型参数辨识
    4.5 本章小结
第5章 基于期望轨迹自适应的操控舒适性优化
    5.1 共享控制中的操控舒适性分析
    5.2 基于合作博弈的帕累托操控舒适性最优策略
        5.2.1 合作动态博弈及帕累托最优策略的定义
        5.2.2 帕累托最优共享控制器的构造与求解
        5.2.3 帕累托最优控制策略的实用化近似方法
    5.3 基于梯度下降法的期望轨迹特性自适应方法
        5.3.1 期望轨迹特性参数的自适应更新律
        5.3.2 期望轨迹自适应方法的实用化讨论
    5.4 仿真结果
        5.4.1 帕累托最优控制器与纳什均衡控制器的比较
        5.4.2 期望轨迹自适应方法的验证
    5.5 本章小结
第6章 共享控制方法的驾驶模拟平台实验验证
    6.1 驾驶模拟实验平台简介
    6.2 人机共驾车道保持验证实验的设置及步骤
        6.2.1 实验设置
        6.2.2 实验步骤
    6.3 综合评价体系设计
        6.3.1 客观性能指标设计
        6.3.2 主观调查问卷设计
    6.4 实验结果分析
        6.4.1 弱辅助与强辅助纳什共驾系统的对比
        6.4.2 强辅助帕累托共驾系统与纳什共驾系统的对比
    6.5 本章小结
第7章 总结
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(10)基于GenesisRTX的飞行器视景分布式仿真系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 视景仿真
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 飞行器视景仿真
        1.2.3 飞行器视景仿真平台
        1.2.3.1 三维图形库OpenGL
        1.2.3.2 Vega介绍
        1.2.3.3 实时视景仿真引擎GenesisRTX
        1.2.4 飞行器视景三维建模工具
        1.2.4.1 MultiGen Creator
        1.2.4.2 GenesisAM
        1.2.4.3 ArcMap
    1.3 论文内容与章节安排
第2章 分布式视景仿真系统方案设计
    2.1 系统设计的总体要求
    2.2 实时视景开发引擎选型
        2.2.1 数据库生成和可视化方法对比
        2.2.2 GenesisRTX实时数据库结构
    2.3 飞行器视景分布式仿真方案
        2.3.1 系统硬件构成
        2.3.2 系统功能设计
        2.3.3 系统视图设计
        2.3.4 系统工作流程
    2.4 本章小结
第3章 基于GenesisRTX的视景仿真建模
    3.1 引言
    3.2 建模过程中相关技术分析
        3.2.1 细节层次(LOD)技术
        3.2.2 纹理映射(Texture Mapping)技术
        3.2.3 实例(Instance)技术
    3.3 三维实体建模
        3.3.1 实体的基本概念
        3.3.2 机体坐标系
        3.3.3 飞行器几何建模和纹理
        3.3.4 飞行器碰撞检测模块
        3.3.5 飞行器建模流程
    3.4 场景建模
        3.4.1 地理坐标系
        3.4.2 实体的位置
        3.4.3 实体的方向
        3.4.4 投影坐标系
        3.4.5 投影变换
        3.4.5.1 正交投影
        3.4.5.2 透视投影
        3.4.6 三维地形建模
        3.4.7 地形纹理映射
        3.4.8 地貌特征设计
        3.4.9 仿真环境生成
        3.4.10 场景建模流程
    3.5 本章小结
第4章 视景仿真系统数据库设计
    4.1 引言
    4.2 数据库选型
        4.2.1 实体模型库
        4.2.2 场景模型库
        4.2.2.1 数据表结构设计
        4.2.2.2 存储引擎优化
        4.2.3 数据库搭建流程
    4.3 基于数据库生成场景与驱动视景显示
    4.4 基于数据库场景快速搭建平台设计
    4.5 小结
第5章 接口设计
    5.1 引言
    5.2 接口设计
    5.3 通用图形接口协议CIGI
        5.3.1 CIGI操作模式
        5.3.1.1 异步操作
        5.3.1.2 同步操作
        5.3.2 实体控制数据包结构
        5.3.3 视图控制数据包
    5.4 小结
第6章 仿真实验
    6.1
        6.1.1 实验目的
        6.1.2 实验步骤
        6.1.3 实验结论
    6.2 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢

四、虚拟仿真中全景绘制的一种方法(论文参考文献)

  • [1]三维虚拟牵引变电站交互仿真系统设计与实现[D]. 田子昭. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [2]恶臭气体及工业废水处理工艺VR教学软件设计及应用研究[D]. 贾磊. 华东理工大学, 2021(08)
  • [3]特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究[D]. 刘宇涵. 燕山大学, 2020(01)
  • [4]嫦娥四号LND辐射本底去除及中子反演[D]. 侯东辉. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020(04)
  • [5]基于Unity3D跨平台坦克虚拟驾驶视景仿真系统的研究[D]. 石露. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [6]液压支架群与煤层协同虚拟仿真运行关键技术研究[D]. 葛星. 太原理工大学, 2020
  • [7]动态影像艺术的反叙事性研究[D]. 孙鑫. 东北师范大学, 2018(06)
  • [8]视觉感知优化的虚拟场景生成关键技术研究[D]. 车力. 西北工业大学, 2019
  • [9]人机共驾型智能汽车的共享控制方法研究[D]. 李仁杰. 清华大学, 2018(06)
  • [10]基于GenesisRTX的飞行器视景分布式仿真系统研究[D]. 王萌. 北京理工大学, 2018(07)

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一种虚拟仿真中的全景渲染方法
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