EEPW论坛

虚拟现实 (Virtual Reality，VR) 和多媒体是90年代初发展起来的二项重要技术。VR一 种基于可计算信息的沉浸式交互环境，它可将因时空限制人类无法直接看到的场景或迄 今为止尚不存在的虚拟场景以三维的立体的方式呈现在观察者面前。它是计算机图形学 学科的一个重要分支，在航空航天、制造业、军事训练和仿真、教育和娱乐、医学等领 域得到成功应用。虚拟现实和多媒体研究室在该领域的主要研究方向包括多细节层次模 型生成、限时图形绘制、分布式虚拟现实、智能虚拟环境、人工生命、网络图形传输、 产品虚拟展示、数字水印、电子商务等。在分布式环境下的限时图形绘制、虚拟现实中 的多分辨率模型技术、分布式虚拟现实、智能虚拟环境、网上产品虚拟展示和数字产品 的版权保护等方面取得重要研究成果，具有重要理论与应用意义。 (1) 限时图形绘制 限时图形绘制(TCR)的基本思想是图形绘制必须在给定的时间内完成. 结合我们的分布式 图形研究工作, 首次在分布式环境下提出限时图形绘制概念，从而为图形实时生成这一 难题提供了一种行之有效的解决方案。为了实现限时图形绘制,提出了利用并行处理、不 同细节场景结构和不同复杂性算法三个要素的新方法。为了更有效地提高绘制效率, 我 们设计了一种新的结合动态多细节层次模型和可见性计算的限时图形绘制算法, 即先对 场景中对象的可见性进行估算, 然后根据计算结果决定模型简化的程度。 （2）多分辨率模型 为解决虚拟现实系统中的实时图形生成这个问题,我们研究了多种多细节层次模型(LoD) 生成方法，在国内发表了第一篇有关虚拟现实中多细节层次模型生成的论文[论文被多次 引用]. 提出了一种新的基于超包络的三角形网格简化算法，与传统算法相比,该算法不 仅适用于任意拓扑结构的网格,而且能定量控制简化的全局误差； 对传统的顶点聚类方 法进行改进, 提出自适应的顶点聚类方法；设计了一种简捷高效的多分辨率模型表示方 法，从而能对网格简化或精化过程进行编码, 它能动态地生成不同分辨率的细节层次模 型, 支持模型的连续绘制； 为了既利用多分辨率模型的优点, 又利用传统BSP树结构的 优点, 提出了一种新的BSP树结构??MRBSP（多分辨率BSP树）。 (3) 分布式虚拟现实 针对分布式虚拟环境中的通信带宽限制问题，提出了一种新的适于多服务器/客户模型的 分区几何数据管理模式，解决了分布式单服务器/客户系统的服务器瓶颈问题；设计了一 种分布式虚拟环境系统的信息服务和资源定位的机制，提供对分布在不同机器上的各种 不同资源动态信息的有效、可靠访问, 从而可以更合理地利用分布式虚拟环境中的多种 资源,并提供一定的安全控制手段。 (4) 智能虚拟环境 智能虚拟环境是虚拟现实和人工智能/人工生命两种技术的结合。研究了基于多AGENT的 智能虚拟环境系统的体系结构、智能虚拟环境的图形实时绘制、用户化身的行为真实感 和智能生命的模拟等方面。设计和实现了面向智能虚拟环境的人体动画平台。在平台中 引入人体动画生成算法，提供高层参数来控制人体动画的生成，进而支持虚拟环境中决 策的执行。提出的动画平台引入了人体动画中核心模块逆序运动学算法，同时考虑了人 体平衡的问题，对人体动画的自动生成提供了支持。 (5) 网上产品虚拟展示 研究如何把图形、图像、虚拟现实等技术集成到网络电子商务中,提出的新一代交互式图 示化电子商务平台满足:(1) 支持对商品以三维图示化的方式进行展示, 可从不同角度观 察. (2) 支持用户改变产品的颜色或材料的其他属性, 网上产品定制和产品组建的搭配 设计,从而允许用户设计个性化产品。完成基于INTERNET的交互式家纺产品展示系统. (6) 数字产品的版权保护 随着INTERNET网络及其应用的发展,网上图像、音频、视频、几何模型和VRML（虚拟现实 造型语言）模型的版权保护也显得越来越重要. 我们设计和实现一种VRML场景中的纹理 水印算法, 算法考虑了VRML描述的场景具有多幅小纹理的特征, 并使用统一水印机制. 算法具有较好的透明性和强壮性. 另外还利用在多分辨率处理方面研究结果，设计了一 种强壮的几何模型水印算法.