基于MultiGenn Creator & VRP构建校园虚拟现实平台的理论与实践

虚拟现实是用计算机模拟的三维环境对现场真实环境进行的模拟仿真。本文以西北农林科技大学南校区为例,结合MultiGen Creator专业建模软件和VRP可视化仿真应用软件,详细探讨了创建虚拟场景和场景驱动过程中关键技术,设计并实现校园虚拟现实平台。实际运行表明,生动逼真的校园虚拟现实平台浏览速度快、仿真效果逼真,它不仅是一个三维数字地图,也是一个简单的GIS系统。本文涉及的技术对其他虚拟场景仿真系统开发、VR-GIS系统开发有着重要的参考价值。     

虚拟现实中可视化及声音表达的几点思考

结合虚拟现实的现状,本文重点对可视化及声音在虚拟现实中的使用提出了几点思考。对可视化而言,重点讨论了三维动态显示存在的问题,提出应该增强虚拟现实中的多尺度表达,重视属性信息的表达。对声音的使用而言,在声音变量的描述方法及人耳听觉感知机制的基础上,重点介绍了声音在虚拟现实中的特殊作用。     

GPS运行轨道仿真系统的设计与开发

为了进行航天器系统仿真技术研究,本文提出了应用虚拟现实技术开发GPS运行轨道仿真系统框架体系:利用Matlab仿真,得到并验证了通过对SP3星历数据处理构建正确三维仿真运行轨道的方法;完成了实时交互的三维可视化仿真系统主要功能的实现;最终取得了良好的仿真效果,有利于GPS用户系统的设计与监控.     

基于ArcObjects的房地产三维导购系统的研制

利用采集到的楼盘相关图形、图像、属性数据,运用虚拟现实建模技术,编程实现了基于ArcObects的房地产三维导购系统.研究了对销售楼盘所在区域进行快速建模的技术方法,建立了楼盘的室内外虚拟仿真环境.利用地理信息系统工具,实现了对虚拟仿真环境进行空间管理和简单查询分析.     

关于城市三维景观建模的探讨

本文以乌鲁木齐市三维景观建模项目为依托,阐述了利用数字摄影测量系统,获取城市基础地理信息,结合GIS、虚拟现实、仿真等系统软件,建立城市三维景观的方法；探讨了在城市三维景观制作过程中存在的关键技术问题。     

利用GIS与虚拟仿真的三维航标配布

针对目前的二维航标应用系统无法表达航标的真实视觉效果及其融入周围环境的互动式的视觉效应,现有的三维航标系统缺乏定量的配布分析工具与有效的评估方式等问题,设计了基于GIS与虚拟仿真的三维航标配布系统的架构,研究了三维布标环境可视化、航标灯的仿真以及航标配布分析、配布方法、效能评估等关键技术,开发了三维航标配布系统,并在广东海事局蛇口港得到了应用。     

一种三维GIS与虚拟现实系统集成方法

分析了三维GIS与虚拟现实系统集成,提出了一种虚拟现实系统与三维GIS的集成方法,实现了两个系统之间的数据互操作。     

利用虚拟场景实现3DGIS的研究与应用

将虚拟现实场景应用于GIS来实现三维GIS是“3S”技术的研究热点之一。讨论了基于实时三维视景仿真软件MultiGen Creator/Vega Prime在GIS环境下构建虚拟现实场景的若干关键技术问题,并结合二维组件GIS技术,实现了三维空间查询及分析功能,并给出了这一过程中的原型系统。     

虚拟现实技术在天气预报中的应用研究

天气预报节目是服务行业最广,人数最多的节目之一。但目前的天气预报节目形式单一,数据图表、词汇枯燥呆板,专业术语过多。本文把虚拟现实技术应用于天气预报节目中,把枯燥的数据转化成逼真的场景。天气预报的三维场景生成与实时显示是构成天气预报该系统的重要部分,包括几何形体建模、纹理映射以及视觉效果处理等内容。系统利用MultiGenCreator进行建模和系统设计,基于Vega仿真软件环境开发了天气预报中的各种复杂场景特效;利用VisualC++实现了视景仿真程序。仿真结果表明,该系统较好地满足了视景仿真实时性和逼真度的要求。     

基于VRML的三维地下管网信息系统的实现

针对目前广泛使用的地下管网系统在三维描述方面的欠缺,本文利用虚拟现实技术和VRML语言,构建了基于VRML的三维地下管网信息系统。这一系统的实现,用户可通过网络异地浏览地下管网的三维虚拟模型和查询相关数据信息,大大提高了工作效率和城市数字化管理水平。     

虚拟地理环境时空建模及其作战计划推演应用

制定科学、合理、完备的作战计划是赢得现代战争的关键,作战计划推演可辅助指挥员查找作战计划潜在的冲突与矛盾、优化作战方案。虚拟地理环境可为作战计划推演提供时空描述机制、环境分析模型和态势可视化环境。本文首先设计了面向作战计划推演的虚拟战场环境空间剖分与编码方法和战场环境时空数据组织模型;然后提出基于推演事件的作战计划表达方法,设计了基于推演事件的作战计划时空冲突检测和动态演播方法;最后在防空作战推演中进行了典型应用,验证了方法的可行性。     

三维虚拟战场环境符号的视觉变量研究

虚拟现实技术使传统二维的、静态的地图表示向三维的、动态的场景表示方向发展,传统的二维符号视觉变量已不适应三维虚拟战场环境的需要。本文结合三维虚拟环境的特点,提出了一套基本适应三维虚拟战场环境的三维符号视觉变量。     

2维地图符号与3维可视化的关系

从传统的2维地图发展到电子地图和3维可视化地理环境的过程中,地理信息的表达从2维到3维是一次飞跃。2维地图符号系统作为成熟的地图表达方式在3维可视化环境中仍然有用。2维地图符号系统有其自身的特点和优点:体系成熟,易于认知,易于实现。论述了目前3维可视化环境下传统2维(电子)地图符号的应用特点和二者之间的辩证关系,探讨了3维可视化环境下地理信息表达和地图符号设计的一些原则。     

虚拟环境仿真中真实感声音的生成

声音环境是整个虚拟环境的重要组成部分，真实感声音的生成是虚拟环境仿真中的关键技术之一。利用听觉通道可以加强用户视觉通道的感知，听觉感知的效果直接影响着虚拟环境的逼真度和沉浸感。文中对空间听觉感知模型进行了探讨，提出了听觉感知的生理认知模型和心理认知模型；论述了真实感声音生成的数学模型，给出了Wondows环境下生成真实感声音的多种方案。     

共用战场态势信息系统研究综述

共用战场态势信息系统是数字化的战场空间信息集成平台和可视化显示系统。总结了战场感知与战场可视化的概念、发展历史和遇到的问题;通过几个COP项目,介绍了共用战场态势信息系统产生的背景和当前研究现状;通过总结相关的研究活动,分析了共用战场态势系统的关键技术和研究思路;最后预测了共用战场态势系统的发展趋势。     

一种面向对象的全球多分辨率纹理数据的预处理方法的研究

建立具有多分辨率、海量数据的大规模虚拟地形场景越来越受到人们的关注,海量纹理数据的管理与生成算法是三维地景仿真的关键技术之一。本文在金字塔塔模型的基础上,运用面向对象思想,设计了多分辨率纹理数据的生成方案,对其流程进行了具体实现,对一些相关技术进行了讨论。通过试验表明,采用本文提出的方法,可以灵活地对全球影像数据进行管理和使用,对全球三维可视化具有一定作用。     

城市规划仿真审批系统开发——以海口市三维仿真规划审批系统为例

根据数字城市“地理数据4D化,地图数据三维化,规划管理VR化”的特点,提出了基于GIS的城市规划仿真系统设计方案,并以海口市三维仿真规划审批系统为例,探讨了三维仿真技术在城市规划信息化建设中的具体应用,并提出了后继城市仿真研究中有待解决的技术问题。     

Augmented reality and photogrammetry: A synergy to visualize physical and virtual city environments

Close-range photogrammetry is based on the acquisition of imagery to make accurate measurements and, eventually, three-dimensional (3D) photo-realistic models. These models are a photogrammetric product per se. They are usually integrated into virtual reality scenarios where additional data such as sound, text or video can be introduced, leading to multimedia virtual environments. These environments allow users both to navigate and interact on different platforms such as desktop PCs, laptops and small hand-held devices (mobile phones or PDAs). In very recent years, a new technology derived from virtual reality has emerged: Augmented Reality (AR), which is based on mixing real and virtual environments to boost human interactions and real-life navigations. The synergy of AR and photogrammetry opens up new possibilities in the field of 3D data visualization, navigation and interaction far beyond the traditional static navigation and interaction in front of a computer screen.In this paper we introduce a low-cost outdoor mobile AR application to integrate buildings of different urban spaces. High-accuracy 3D photo-models derived from close-range photogrammetry are integrated in real (physical) urban worlds. The augmented environment that is presented herein requires for visualization a see-through video head mounted display (HMD), whereas user’s movement navigation is achieved in the real world with the help of an inertial navigation sensor. After introducing the basics of AR technology, the paper will deal with real-time orientation and tracking in combined physical and virtual city environments, merging close-range photogrammetry and AR. There are, however, some software and complex issues, which are discussed in the paper.     

协同虚拟环境中流媒体技术的应用

通过对当前协同虚拟环境系统所存某些问题的讨论,应用JAVA多媒体技术,采用三层B/S设计模式,提出了一种利用流媒体技术的解决方案;设计了基于JAVA的协同虚拟环境中流媒体应用的体系架构,编程实现了相应的流媒体捕获、传输、播放等功能;实现了协同虚拟环境中的人人实时交互、通信以及讨论等功能;并做了相关的可行性实验分析。     

基于CA模型的3维虚拟城市构建方法研究

结合城市元胞自动机(CA)方法和虚拟现实(VR)技术,构建一个基于元胞的3维虚拟城市.首先建立基于元胞实体数据结构的城市CA模型,用以表示3维虚拟城市中建筑物的平面分布状态.通过CA模型生成一组城市建筑物的时空分布数据.然后利用DEM和DOM数据生成一个真实的3维地形,建立了不同种类的3维建筑模型库.最后通过程序调入城市3维建筑模型,根据元胞实体属性将模型布设于3维地形的相应位置,生成3维虚拟城市.

Abstract：

This paper unified the urban cellular automata method and the virtual reality technology to construct a three-dimension (3D) virtual city which was based on automata. First, constructing an urban CA model that is based on the data structure of cellular entities can present the plane distribution state of the building in the 3D virtual city. The CA model was used to compute a group of temporal layout data of buildings in the virtual city,Then,DEM and DOM data were used to generate real three-dimensional terrain and produce different type library about 3D building model. Finally, The program was used to load and lay the 3D buildings to the corresponding position in the 3D virtual terrain to obtain a 3D virtual city, according to the cellular entity attribute.