摘要：在流体仿真中,场景处理是将场景模型转化为可计算流体边界的重要途径.针对传统算法效率低的问题,提出一种面向流体仿真的场景处理方法.通过挖掘流体仿真计算的规律,定义面向流体计算特征的场景语义;利用该语义建立最优场景图来组织仿真场景,并对场景进行高效的处理.将文中方法应用到火灾仿真和流体动画中的实验结果表明,该方法能够提高场景处理效率,满足流体仿真计算的需求.

摘要：动态场景的可见性计算对于大规模场景的实时渲染具有重要意义,其中运动中的大规模群体更给可见性计算带来了很大的开销.针对大规模动态群体在建筑物场景内部运动的情况,提出一种与场景结合的动态群体可见性计算方法.在预处理时,根据个体在不同仿真时刻的位置,将其绑定到相应的场景节点中;在实时绘制时,结合场景的可见性判断结果对动态群体中的个体进行可见性判断.实验结果表明,该方法能高效地剔除动态群体中的不可见个体,使大规模动态场景的实时绘制效率得到明显提高.

摘要：针对影视制作中对大规模虚拟群体运动控制的需求,提出一种基于队形约束的群体运动编辑与控制方法.首先利用贪心算法构建从初始队形到目标队形中个体位置的配对关系;然后对其进行优化,在保持个体相对位置的同时尽可能减少路线交叉;最后通过匹配虚拟角色的运动来合成流畅、逼真的群组动画.采用文中方法用户只需输入群体规模以及群体队形轮廓,即可实现对群体运动的编辑与控制.实验结果表明,该方法能够对不同规模、不同队形间的群体运动实现有效控制,从而提高群组动画制作的效率.

摘要：进一步完善了投影式头盔系统的视空间评价方法,应用接近实际情况的眼模型来模拟人眼对头盔物镜系统进行评价。由视空间的评价结果出发,从眼模型的成像效果反过来进一步指导头盔系统的设计工作。设计结果显示,轴上视场和大视场的调制传递函数特性良好,在轴上视场可以达到1′的人眼最小分辨角,在大视场可以达到微显示器单个像素确定的视锐度,表明此系统在视空间的分辨力满足实际使用需要。系统最大畸变小于5%,色差不会对人眼分辨产生影响。

摘要：针对现有路网模型在处理交叉路口处冲突线路的自动分离以及用于车辆模拟时坐标定位的高效反馈等方面存在的问题,提出一种面向车辆群组动画仿真的新颖的路网模型——路网数据层次化语义模型.通过扩充一般意义上车道的概念,给出一种采用离散压缩技术生成并满足给定约束的广义车道,并将其作为语义模型的原子层数据;然后通过关系定义构建层次语义数据来描述车道之间的拓扑连接、邻接以及冲突关系;根据这些语义信息可以自动获得交叉路口处的相位分配信息,从而实现冲突线路的分离.实验结果表明,对于某城市中心城区约5km半径范围内的路网,只需要输入车道线矢量数据,文中模型所有语义数据以及路口处的交通相位数据就可以在约200s内全自动生成,将这些数据用于动画仿真时可以提高车辆获取坐标的效率约1倍多;并且可以很好地改善车辆运动轨迹的平滑性.

摘要：提出了一种运动数据重用的方法.采用偏移映射技术构建模型末端的位姿约束轨迹,该轨迹较好地保留了原始运动的特征;利用Unscented卡尔曼滤波方法求解约束,可以实时地生成与原始运动相似的新运动.实验结果表明,该方法可以生成满足不同模型和场景要求的多种运动,扩展了捕获数据的应用范围.

摘要：完善了已有的广义交叉截面法,针对人体全身各处的特点提出了多种灵活有效的截面分组方法,实现了人体运动状态下的全身皮肤实时变形;同时结合插值方法,进一步提高肩关节、髋关节等运动幅度较大部位的皮肤变形效果.该方法适用于任意皮肤网格组织方式的虚拟人模型,能够在人体各种运动状态下实时生成逼真的全身皮肤运动变形.

摘要：运用光学设计软件ZEMAX分别为10只正常人眼构建了个性化眼模型,这些眼模型由实际测量的人眼参数数据优化而来,具有与实际人眼相同的光学特性。在此基础上分析了OD、—1D、—2D、—3D、—4D状态下的全眼像差与特殊像差项的变化情况。随着调节状态的改变,不同眼睛的波前像差的变化不同,而且变化量的大小与初始状态0D时的波前像差大小无关。将个性化眼模型计算得来的全眼波前像差值与用哈特曼夏克波前传感器实际测量的全眼像差值相比较,结果吻合。

摘要：分析了离轴、大视场角透视型头盔显示器光学系统的设计方法,提出了利用衍射光学的独特性质设计了大视场、宽波段、离轴折/衍混合透视型头盔显示器光学系统.该系统具有10 mm的出瞳直径和22 mm的出瞳距离,且满足人因素要求.另外,该系统色差仅14μm,系统口径小于46 mm,满足双目视觉要求.整个系统适合具有15 mm对角直径SVGA分辩率的彩色液晶显示器(LCD) .

摘要：研究角膜对晶状体波前像差的影响对现行的个性化视觉矫正手术有一定的参考价值。运用光学设计软件Zemax,根据个体人眼的角膜地形图、眼内各部分轴向间距和全眼波前像差数据,为22只人眼构建了个体眼光学结构。基于个体眼光学结构和衍射光学理论计算了眼内、外不同位置处的波前,获得了角膜对晶状体波前像差的影响。结果表明,角膜和晶状体像差存在补偿和叠加两种关系。大多数眼睛,角膜对晶状体像差有一定补偿作用。总体像散的均方根(RMS)值比晶状体像散的RMS值减小0.08～1.48μm,相当于10.1%～77.5%。总体高阶像差的RMS值比晶状体高阶像差的RMS值减小了0.06～0.85μm,相当于3.8%～79.4%,平均减小了50.7%。其中,球差和彗差的Zernike系数绝对值总体比晶状体分别减小了0.02～0.60μm和0.01～0.39μm,相当于4.3%～98.4%和2.5%～91.4%。