Системы 3D-визуализации индуцированной виртуальной среды

Системы 3D-визуализации индуцированной виртуальной среды

Автор: Афанасьев, Валерий Олегович

Шифр специальности: 05.13.11

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2007

Место защиты: Королев-Москва

Количество страниц: 211 с. ил.

Артикул: 3394422

Автор: Афанасьев, Валерий Олегович

Стоимость: 250 руб.

Системы 3D-визуализации индуцированной виртуальной среды  Системы 3D-визуализации индуцированной виртуальной среды 

ВВЕДЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ ЗБВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНДУЦИРОВАННОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ.
1.1. Понятие индуцированной виртуальной среды ИВС, назначение и
возможные области применения систем визуализации ИВС СВ ИВС.
1.2. Возможности технологии Виртуальная реальность, являющиеся ключевыми дня систем управления и наблюдения на основе альтернативных принципов слежения за состоянием объектов.
1.2.1. Отсутствие ограничений для точек и ракурсов наблюдения
1.2.2. Ослабление физических ограничений для непосредственной
видимости объектов.
1.2.3. Использование альтернативных неоптических методов слежения
за состоянием объектов.
1.2.4. Визуализация ненаблюдаемых объектов.
1.2.5. Синхронное моделирование визуализации в различных областях
спектра ЭМК
1.2.6. Распределенная синхронная многоракурсная визуализация.
1.3. Проблемы ЗБвизуализации, характерные для СВ ИВС.
1.3.1. Адекватность бинокулярного восприятия ЗБсреды по стереопаре 2Бизображений
1.3.2. Реалистичность и производительность алгоритмов ЗБвизуализации
1.3.3. Реконструкции поведения ЗБобъектов в виртуальной
среде по данным о поведении реальных объектов
1.4. Подходы к решению проблем ЗБвизуализации, применяемые в наиболее распространенных системах виртуальной реальности
1.4.1. Анимационные системы изолированное погружение.
1.4.2. Игровые системы изолированное погружение
1.4.3. Тренажерные системы совмещенное погружение
1.4.4. Имитационные системы совмещенное погружение.
1.4.5. Системы погружения с точным совмещением систем координат технологии семейства ix i
1.4.6. Системы телеуправления технологии семейства
1.4.7. Системы телеприсутствия совмещенное мультимедийное погружение.
1.5. Математические задачи, связанные с проблемами ЗБвизуализации ИВС
1.5.1. Описание и управление поведением ЗБмоделей объектов
с динамической структурой
1.5.2. Интерфейс высокоточной стереоскопической визуализации.
1.5.3. Алгоритмы синтеза изображений с расширенной моделью проецирования обратная трассировка для картинных поверхностей
сложной формы.
1.5.4. Модели данных и поведения объектов ИВС для распределенной системы ЗИвизуализации.
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ЗНОБЪЕКТОВ С ДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ИХ ПОВЕДЕНИЯ
2.1. Функция и роль иерархической структуры в описании формы
ЗРносителя поверхности и е изменений
2.2. Иерархические структуры с переменным отношением порядка КТЯдеревья.
2.2.1. Пример структуры с изменением отношения порядка при
сохранении связности.
2.2.2. Формальное описание 1Ш1дерева
2.2.3. Преобразования систем координат в вершинах Идерева
2.3. Связанные ИТИсписки.
2.3.1. Описание обычного связанного списка.
2.3.2. Описание связанного ЯТКсписка
2.3.3. Двухуровневый полиморфизм концевых элементов 1Ш1деревьев структуры объектов ИВС
2.4. Проектирование программных средств для деревьев
2.4.1. Модель данных для управления состоянием Ятадерева
2.4.2. Паттерны развертывания КТЯдерева.
2.4.3. Паттерны управления поведением ЮЯдерева.
2.4.4. Паттерны управления взаимодействием ЮТ1деревьев
ГЛАВА 3. ИНТЕРФЕЙС ВЫСОКОТОЧНОЙ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
3.1. Постановка задачи стереоскопической визуализации.
3.1.1. Оптикогеометрическая модель бинокулярной зрительной системы
3.1.2. Начальные условия формирования стереопары
3.1.3. Условия наблюдения сформированной стереопары.
3.2. Развитие математической модели бинокулярного интерфейса.
3.2.1. Введение дополнительных степеней свободы для объектов виртуальной бРОРстереоголовы
3.2.2. Введение описания формы носителя изображения.
3.2.3. Использование данных о взаимном положении центров
вращения и проецирования
3.3. Объектная модель человекомашинного интерфейса высокоточной стереоскопической визуализации.
3.3.1. Абстракция интерфейса стерескопичсской визуализации
пост визуализации
3.3.2. Структура поста визуализации
3.3.3. Статическая декомпозиция картинной поверхности.
3.3.4. Классификация объектов поста визуализации.
3.4. Управления поведением виртуального поста визуализации
3.4.1. Модель состояния
3.4.2. Сценарии поведения
3.4.3. Динамическая декомпозиция картинной поверхности.
3.4.4. Перенос состояния при перекрестном наблюдении.
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАЧИ ОБРАТНОЙ ТРАССИРОВКИ ЛУЧЕЙ В РАСШИРЕННОЙ ПОСТАНОВКЕ
4.1. Обобщение задачи обратной трассировки на основе параметрического
описания луча.
4.2. Подходы к обратной трассировке лучей для поверхностей
свободной формы.
4.3. Обратная трассировка лучей на основе явного решения систем уравнений, описывающих поверхность.
4.4. Программные средства описания и формирования составной полиморфной поверхности СПП со структурой дерева
4.4.1. Семантика полиморфизма примитивов СПП.
4.4.2. Хранимое описание СПП и его обработка.
4.4.3. Паттерны развертывания СПП в оперативной памяти.
4.5. Особенности выполнения операций с узлами лсрева
4.5.1. Нарушение корректности суперпозиции операций в цепях
с изменением отношения порядка.
4.5.2. Сохранение корректности путем инкапсуляции операций
в кластерах узлов
4.5.3. Сохранение корректности путем инкапсуляции опсраиий
в примитивах.
4.6. Управление вычислительным процессом при обратной трассировке
составных полиморфных поверхностей
4.6.1. Особенности структуры потока вычислений.
4.6.2. Спектры вычислительной нагрузки.
4.6.3. Подход к созданию модели адаптируемой вычислительной архитектуры виртуальная машина обратной трассировки
ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СВ ИВС.
5.1. Современное состояние методологии создания распределенных систем
и ее возможности в контексте создания распределенной СВ ИВС.
5.1.1. Основные задачи сетевого НО распределенной СВ ИВС с архитектурой клиентсервер
5.1.2. Возможности подходов к созданию ПО i
распределенной СВ ИВС в реализациях , 2,
5.1.3. Перспективы использования технологии для
создания ПО распределенной СВ ИВС
5.2. Представление о СВ ИВС как о распределенной системе
5.2.1. Основные компоненты и сценарии функционирования распределенной СВ ИВС.
5.2.2. Задачи и логика функционирования серверного слоя
5.2.3. Задачи и логика функционирования клиентского слоя.
5.2.4. Задачи и логика функционирования промежуточного слоя
5.2.5. Сетевая топология и виды контента.
5.3. Модели данных и поведения объектов, учитывающие негарантированную доставку данных о состоянии.
5.3.1. Основные виды нарушения поведения ЗЭобъектов при сбоях
доставки данных о состоянии
5.3.2. Модели данных и управление поведением ЗОобъектов при
потерях данных о состоянии.
5.3.3. Возможные подходы к моделированию взаимодействия
ЗОобъекгов в клиентском слое
5.3.4. Адаптеры данных о состоянии для независимых объектов
5.4. Описание данных в распределенной системе ЗРвизуализации ИВС.
5.4.1. Виды контента в системе ЗОвизуализации ИВС.
5.4.2. Эволюция доминирующей модели языка для ЗЭвизуализации
5.4.3. Ограничения семантики языка X3, существенные для распределенных СВ ИВС.
5.4.4. Модель метаданных и возможности развития языка X
для СВ ИВС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЯ


Предложен новый подход к решению задачи обратной трассировки, основанный на поиске экстремума функционала в виде скалярного произведения вектора сканирования картинной поверхности и радиусвектора трассируемой поверхности, описываемых в одной системе координат. Это подход позволяет, в частности, построить алгоритм непосредственной трассировки поверхностей, описываемых параметрически, и вообще любых поверхностей, для которых может быть построен функционал, экстремум которого отыскивается на множестве элементов растра картинной поверхности иили множестве значений параметров, описывающих ЗПноситсль поверхности. Научное и практическое значение работы. Предложенные в данной работе концепция индуцированной виртуальной среды и концепция системы визуализации индуцированной виртуальной среды расширяют представления о системах виртуальной реальности, возможностях этих систем, а также областях их применения. Построение ПВС и систем визуализации ИВС можно рассматривать как один из первых шагов создания методологии визуализации, использующей методы слежения за поведением объектов, основанные, в первую очередь, на альтернативных неоптических принципах. Реализация такого подхода к визуализации позволит расширить возможности оптических в том числе телевизионных систем слежения, а также получить принципиально новые возможности, недоступные при использовании обычных систем оптического телевизионного наблюдения, в частности, возможности виртуального или телеприсутствия. Большие практические перспективы могло бы иметь применение СВ ИВС в системах навигации с использованием ЗОГИС, в системах дистанционного пилотирования и вождения. Возможности визуализации ИВС меняют существующее достаточно узкое представление о системах гелеприсутствия, которые в нынешнем понимании рассматриваются, в основном, как мультимедийные системы. Визуализация ИВС дает возможность реализовать виртуальное присутствие в фактически недоступной среде, например, находящейся на большом удалении, или имеющей условия и параметры, несовместимые с жизнью. Наиболее характерным примером таких сред и соответствующей области применения системы можно считать, в частности, космическое пространство и развертывание иили эксплуатация больших орбитальных станций, а также исследования планет с помощью автоматов и т. Вообще говоря, системы, реализующие концепцию телеприсутствия, могут найти применение во всех областях деятельности, связанных с высоким риском и высокой ценой риска, а также в условиях, при которых оказывается невозможным или затруднительным использование оптических и телевизионных средств наблюдения либо их использование дает сильно ограниченные возможности наблюдения. Необходимо также отметить, что предложенные в данной работе методы описания, реконструкции, моделирования поведения и визуализации виртуальных ЗОобъектов относятся в том числе и к предметным областям, имеющим общенаучное значение в частности, теория графов, моделирование поведения, модели данных, теория распределенных систем, теория перцептивной перспективы и др Поэтому результаты, полученные в данной работе, и относящиейся к этим областям, могут представлять научный и практический интерес не только для систем виртуальной реальности и ЗОвизуализации, но и для гораздо более широкого круга применений. Основные результаты. Разработана концепция индуцированной виртуальной среды и системы трехмерной визуализации индуцированной виртуальной среды, являющейся системой визуализации нового поколения, использующей альтернативные неоптические данные об объектах наблюдения, и применяемой в условиях, в которых использование обычных оптикотелевизионных средств наблюдения невозможно, затруднено или неэффективно. Исследованы и решены наиболее важные математические задачи описания и обработки данных, описывающих поведение объектов наблюдения, задачи реконструкции поведения и синтеза стереоскопических изображений этих объектов в виртуальной среде, которые образуют математическую основу программного обеспечения систем интерактивной трехмерной визуализации индуцированной виртуальной среды.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.210, запросов: 244