柔软物体力触觉形变模型验证系统

为了验证柔性物体力-形变模型的合理性,构建了基于CC2531芯片的无线数据收发平台、力传感器测量平台和FALCON手控器位移测量平台的力-形变模型验证系统。以新鲜猪肝脏为实验对象,研究了弹性形变实验和穿刺实验的作用力与位移之间的关系;以力-形变测量数据为基础,进行了参数验证校调。仿真实验结果表明:模型中力-形变特性与实际测量值保持一致。该系统能广泛应用于柔性物体力-形变模型验证,对于促进力触觉虚拟医学仿真系统的发展具有重要意义。     

基于体绘制的圆柱体构件缺陷三维重构方法

针对圆柱体构件内部缺陷问题,以超声检测技术为手段,采用体绘制三维重构技术,对构件内部缺陷进行三维重构。首先对圆柱体进行超声检测,并根据采集到的数据提取出其每一个截面的完整信息。然后进行B扫描成像,对成像图像像素点重组。最后利用体绘制技术对缺陷进行三维重构。结果证明,该方法重构出圆柱体构件中心孔、偏心孔缺陷效果良好,与实际构件相吻合,且大小误差在允许范围内。     

三维数据场可视化的视觉模型

通过建立视觉模型,把三维数据场３种常用的可视化方法──几何方法、颜色方法、体绘制方法有机地结合起来,发挥各种方法的优势,克服其不足,为最大限度地表现三维数据场的分布奠定了基础。     

基于特征点匹配的图像拼接算法研究

通过查找待拼接两幅图像的对应特征点以确定两幅图像的缝合点,进而确定两者的匹配位置,通过对图像的重叠区域进行平滑过渡处理,实现了待拼接图像的无缝拼接。实验结果表明,文中所提算法合理,取得了良好的效果。     

三维数据场的可视化

三维数据场是普遍存在的。本文给出一个三维标量场和矢量场的可视化方法：对计算或实测产生的离散数据重构三维连续场的分布,构造数据场的整体发光模型,并根据发光模型计算视屏投影区域上各象素点的光强值,采用直接体绘制（ｄｉｒｅｃｔｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）及视觉增强处理绘制出场的可视化图象,通过特征面处理绘制出场的局部分布图象。图象层次及细节丰富,反映了场的分布信息。系统具有较强的交互功能,静态、动态显示功能及友好的用户界面。     

限时图形系统的限时计算和渲染技术

在介绍了限时图形系统概念模型的基础上 ,指出限时渲染也是限时图形系统的一个基本特征 ,并从软、硬件两个方面对当今国内外采用的一些典型的提高实时图形渲染性能的技术和方法进行了明确的分类和阐述 ,提出了根据模型特点选用适当渲染技术的思想     

面向多点交互的多模态振动反馈触觉再现系统

近年来,多点交互和多模态融合的力触觉再现系统由于能够进一步提高人机交互的真实感,已经成为该领域的研究热点。基于Leap Motion的多手指位置检测模块、振动触觉再现模块、NRF51822蓝牙通信模块、视觉再现模块和CHAI3D构建的虚拟环境等,设计实现了多点自然交互的、触觉和视觉相融合多模态触觉再现系统。为了验证系统的可行性和有效性,开展了虚拟物体轮廓感知实验和立方体放置任务实验。实验结果表明:虚拟物体轮廓感知实验平均识别率为87.9%;相比单一视觉再现模式,视觉和触觉再现融合模式完成相同任务的时间能节省47.7%。所设计的多点交互触觉再现系统,具有成本低、体积小和控制方法简单等优点,为促进多模态人机交互技术的发展和广泛应用奠定了重要基础。     

岩棉板增强网薄抹灰外墙外保温系统研究

岩棉板是一种优质高效的外墙外保温材料,它具有良好的保温隔热、吸声、隔声性能,是目前世界上应用范围最广的外墙外保温材料。但是,由于我国前期生产的岩棉板有抗剥离强度小、吸水性大等缺点,从而影响了其在外保温中的推广应用。本研究采用的技术是选用优质高强度岩棉板,采用先进的增强网锚固技术、现浇技术及外保护沙浆抗裂技术,成功地解决了目前国内岩棉板在建筑外墙外保温中应用的技术问题。     

虚拟检测维修系统的设计与实现

结合实际装备维修工作的需求,开发了一套基于虚拟现实技术的具有一定通用性的虚拟维修训练系统。系统由界面层、应用层、对象层和技术支持层组成,运用OSG渲染创建逼真的场景,基于均匀网格和OBB树的混合碰撞检测算法解决碰撞问题,通过协同网络通信实现多人协作维修/检测操作。通过对某型装备手控台的虚拟维修训练系统的构建,证明系统能够快速开发相应的虚拟训练系统。训练过程中操作与场景变化实时同步,结果表明该系统能够有效提高操作人员的维修维护能力。     

大规模科学数据体绘制技术综述

体绘制是刻画大规模科学数据中复杂物理特征的有效途径,然而,数据量极大、特征难以捕捉等问题依然是目前体绘制研究的主要挑战。为此,研究者们从三个方面对体绘制算法进行了深入研究,以提高大规模数据体绘制的效率和效果。一方面,依托硬件通过多处理器核来分担计算,降低单处理器核所要完成的计算量,是提高体绘制效率的一个有效途径。另一方面,充分发掘数据场内在特性对三维数据场进行约简,大幅减少绘制处理数据量从而降低算法开销,也是提高体绘制效率的一个有效途径。同时,在体绘制算法中融入特征分析和特征增强方法,让复杂物理特征从数据场中突显出来,以实现对科学数据的高质量绘制。本文对国内外体绘制技术相关研究进展进行了调研、综述,并分析了不同的研究方法,最后展望了未来体绘制技术研究的可能发展方向,包括应用驱动的特征体绘制、基于特征的约简体绘制、适应硬件的体绘制多级加速以及原位智能化体绘制等。