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面向海洋场景的无线传感器网络体系结构模型研究

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计算机科学 2010年第10期37卷 74-77,101页

作者：刘林峰刘业南京邮电大学计算机学院南京210003 南京邮电大学计算机技术研究所南京210003 中国科学技术大学苏州研究院苏州215123

研究了传统无线传感器网络体系结构的缺陷,分析了海洋场景的特点,总结了基于海洋场景的无线传感器网络的典型需求目标,归纳出海洋环境中无线传感器网络体系结构模型设计的若干原则。结合海洋环境自适应、网络自愈合、能量高效、动态优... 详细信息

研究了传统无线传感器网络体系结构的缺陷,分析了海洋场景的特点,总结了基于海洋场景的无线传感器网络的典型需求目标,归纳出海洋环境中无线传感器网络体系结构模型设计的若干原则。结合海洋环境自适应、网络自愈合、能量高效、动态优化等目标需求,提出了一种面向海洋场景的无线传感器网络体系结构模型WSNAOS,并对WSNAOS模型的设计理念、主要特色、各层和各模块功能进行了详细阐述。WSNAOS模型不仅具备了海洋环境自适应和能量高效等特征,还能为面向海洋场景的无线传感器网络各类协议的研究提供一个统一的问题描述和分析的理论框架。

关键词：无线传感器网络海洋场景网络体系结构

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大规模海洋场景体感交互扩展的实时模拟

小型微型计算机系统 2017年第3期38卷 590-594页

作者：李颖唐勇范福鼎孟静潇安娜彭靖轩燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004

大规模海洋场景实时模拟一直是计算机虚拟现实研究中的热点.为更为友好地进行海洋场景的实时交互模拟,首先,针对大规模海洋场景实时模拟的要求,采用由风力驱动的长短波统一的方向谱和快速傅里叶变换方法构建大规模海洋表面,计算全部由GP... 详细信息

大规模海洋场景实时模拟一直是计算机虚拟现实研究中的热点.为更为友好地进行海洋场景的实时交互模拟,首先,针对大规模海洋场景实时模拟的要求,采用由风力驱动的长短波统一的方向谱和快速傅里叶变换方法构建大规模海洋表面,计算全部由GPU完成,实时性得到大大提高;然后,将海面对物体的作用力分为浮力、拖曳力和升力,并引入Phys X物理引擎计算刚体受力情况,逼真的模拟出海面漂浮物体随海面波动的运动状态;其次,创造性地在大规模海洋场景中引入Kinect体感交互设备,通过手势的变化来控制海面风力大小,从而改变海浪大小;之后,引入转舵角度参数,实时调整船舶推进力方向,建立Kinect骨骼运动和船行进及转舵参数的对应关系,实现手势控制船在海面上的行进;最后,采用粒子系统实现船行尾迹的建模及绘制.实验表明,本文方法具有良好的交互效果和实时性能.

关键词：海洋场景大规模实时 GPU 体感交互

一种改进的海洋场景中反射光学效果实时渲染方法

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小型微型计算机系统 2018年第9期39卷 2081-2084页

作者：唐勇张浩然李颖张利辉刘丁周升腾王赛燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004

针对目前海洋场景中,海面反射光学效果真实感和实时性较不完善的问题,提出一种基于渲染到纹理(RTT)和投影反射矩阵的改进方法.首先,根据快速傅里叶变换(FFT)理论,采用由风力驱动的长短波统一的方向谱,解决海浪建模时控制因素较多所引起... 详细信息

针对目前海洋场景中,海面反射光学效果真实感和实时性较不完善的问题,提出一种基于渲染到纹理(RTT)和投影反射矩阵的改进方法.首先,根据快速傅里叶变换(FFT)理论,采用由风力驱动的长短波统一的方向谱,解决海浪建模时控制因素较多所引起的波浪运动单一性问题;然后,在海洋双向反射分布函数模型下,以渲染到纹理的技术为基础,对标准的投影反射矩阵进行修改,同时引入控制因子,将投影纹理进行矩阵变换,改善目前海面倒影静止且不可控的渲染结果;最后,在投影反射计算中,重定向反射平面,消除由于修改反射矩阵所造成的反射纹理被过度剪裁的现象.

关键词：海洋场景渲染到纹理快速傅里叶双向反射分布函数反射矩阵

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基于海浪谱的实时海洋场景仿真

计算机仿真 2013年第6期30卷 409-413页

作者：徐利明王瑞臣马暄海军潜艇学院山东青岛266042

研究海洋场景中海浪等视景的实现,是计算机在图形学中的具体应用。风浪是海洋表面最主要的一种波浪,从海洋学已有的统计观测结果出发,利用海浪频谱与方向谱的相关公式,对开阔海面深水域由风引起的海浪进行定量分析。利用粒子系统对雨、... 详细信息

研究海洋场景中海浪等视景的实现,是计算机在图形学中的具体应用。风浪是海洋表面最主要的一种波浪,从海洋学已有的统计观测结果出发,利用海浪频谱与方向谱的相关公式,对开阔海面深水域由风引起的海浪进行定量分析。利用粒子系统对雨、雪、云等自然现象进行仿真,实现了对海洋场景的实时显示。在VC平台上用OpenGL开放图形库实现了所述海洋场景的仿真。实践证明,提出的方法在实时性与真实感方面均取得了不错的效果。

关键词：海浪谱方向谱粒子系统海洋场景实时

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基于OSG的海洋场景中典型自然现象的仿真

基于OSG的海洋场景中典型自然现象的仿真

作者：王桐明大连海事大学

学位级别：硕士

对于整个地球来说,海洋面积占70%,海洋资源及其丰富,是全球生命系统的重要组成部分。随着社会的不断进步和人类生存发展需求的增多,全球人口与资源、环境之间的矛盾日益激烈,人类社会的发展与进步则越来越依靠海洋,导致海洋与人们的日... 详细信息

对于整个地球来说,海洋面积占70%,海洋资源及其丰富,是全球生命系统的重要组成部分。随着社会的不断进步和人类生存发展需求的增多,全球人口与资源、环境之间的矛盾日益激烈,人类社会的发展与进步则越来越依靠海洋,导致海洋与人们的日常生活、经济建设和社会发展息息相关。海洋场景仿真作为一种有效的认识海洋和研究海洋的方法,在数字海洋领域得到广泛应用,首先为高效地处理、解释、分析海洋数据提供了一种途径;其次丰富了海洋信息交流的手段,人们之间的信息交流不再局限于文字和语言,而是可以直接采用图形、图像、动画等可视信息来揭示数据本质及其性质特征。本文使用目前全球最流行的三维引擎OSG,以其开源、灵活、可开发性强等优势,对海洋及主要自然现象进行模拟,不仅对于我们认识海洋提供了帮助,还可作为海洋信息软件和航海模拟器开发的基础框架。本文主要完成了以下几个方面的工作：(1)介绍了海洋场景模拟的应用价值和发展状况。(2)讲述了OSG的构架和原理,在VS2010开发环境下构建OSG的开发平台,以及对平台框架设计进行了说明。(3)研究了海浪建模方法,重点是介绍了快速傅里叶变换结合JONSWAP海浪谱的建模方法来实现海洋场景的建模,通过仿真结果看出该方法使建模方法更迅速、方便、有效,海浪仿真结果更为逼真;之后为了增加海洋场景的逼真度,利用粒子系统实现雨雪仿真以及使用OSG框架函数进行大面积雾的添加。(4)把所有结果融合在一起并展示仿真结果,最后对全文进行了总结并展望未来。

关键词：海洋场景 OSG 海浪建模粒子系统雾效

机载合成孔径雷达海洋场景仿真系统设计与可视化实现

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机载合成孔径雷达海洋场景仿真系统设计与可视化实现

作者：李文亭上海交通大学

学位级别：硕士

近年来,计算机仿真技术已经成为合成孔径雷达系统设计、运行与应用中非常重要的技术手段。例如,利用合成孔径雷达仿真得到海平面场景的SAR图像可以用来进行多项海洋研究与探测。而科学计算可视化技术将计算机科学计算与计算机图形学可... 详细信息

近年来,计算机仿真技术已经成为合成孔径雷达系统设计、运行与应用中非常重要的技术手段。例如,利用合成孔径雷达仿真得到海平面场景的SAR图像可以用来进行多项海洋研究与探测。而科学计算可视化技术将计算机科学计算与计算机图形学可视化结合起来,可以将科学与工程计算中产生的大规模数据转换成图形、图像,以直观的形式表示出来,使人们更直接的观察评估科学计算的过程和结果,达到所见即所得的效果。传统的SAR仿真及成像处理主要是基于科学计算软件的大量数学运算,本文在研究随机海浪理论和海洋三维建模的基础上,深入分析了机载SAR海洋场景的探测机理,设计并编程实现了一个机载SAR海洋场景的可视化仿真系统。本文详细研究了该系统的系统架构、工作流程、各个功能模块的设计思想和相关算法。仿真系统基于C/S架构,客户端基于OpenGL渲染场景,主要包括动态海洋场景绘制、飞机三维模型导入、机载SAR扫描过程模拟、网络通信、SAR回波成像显示、动画录制等模块,可以适应多种工作模式和多种仿真条件,用户可以自定义参数和路径,并选择多种视角观察仿真全过程。服务器端主要负责生成海面高程矩阵和基于GPU的并行计算海洋的SAR仿真回波。系统的运行及仿真结果表明,本系统可以较为逼真的实现机载SAR海洋场景的可视化。

关键词：海洋场景机载SAR 可视化仿真 OpenGL GPU

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飞行场景和海洋场景的红外成像仿真

飞行场景和海洋场景的红外成像仿真

作者：王敬美哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近些年来红外成像技术在军事和民用方面都获得了非常广泛的应用,基于红外成像的装备和产品被广泛研制和开发。为了缩短研发周期,降低研发费用,利用计算机仿真来生成红外图像,进而对装备性能进行测试和评估成为一种有效可行的手段,它能... 详细信息

近些年来红外成像技术在军事和民用方面都获得了非常广泛的应用,基于红外成像的装备和产品被广泛研制和开发。为了缩短研发周期,降低研发费用,利用计算机仿真来生成红外图像,进而对装备性能进行测试和评估成为一种有效可行的手段,它能获得不同环境条件下的红外场景图像,甚至是实地试验无法获取的红外场景图像,因而具有重要的应用价值。现阶段对飞行场景和海洋场景的红外成像仿真的研究都是比较分散的,只有特定的红外目标与背景的研究,目标和背景相接合的仿真研究较少,也缺少实用化的、专门的红外场景仿真软件。本文利用Vega场景仿真平台,自主开发了对飞行场景和海洋场景进行动态连续红外成像仿真的软件。所完成的主要工作和取得的成果有:1.运用红外物理和红外辐射的知识分析并建立了飞机和舰船目标的红外辐射模型、天空背景和海洋背景的红外辐射模型、大气对红外辐射的衰减模型以及红外探测器的噪声模型等。2.自主开发了对飞行场景进行动态连续红外成像仿真的软件。通过软件实现了飞机目标和天空、地形背景的联合红外成像仿真,并且可以通过菜单、对话框等实现对飞行环境、仿真波段、噪声效果、飞机飞行模式等的设置。3.自主开发了对海洋场景进行动态连续红外成像仿真的软件。通过软件实现了舰船目标和天空、海面背景的联合红外成像仿真,通过软件的控制台能够对海洋环境、仿真波段、噪声效果、舰船运动以及观测目标等进行设置。本文开发的仿真软件具有较强的交互性和面向对象能力,控制方式简单灵活,仿真图像动态连续,功能丰富。生成的红外场景图象可用于测试红外多谱段图像算法、红外目标识别算法和红外目标检测算法等,还可用于红外半实物仿真系统,为CMOS电阻阵列提供具有一定帧频的红外图像序列等。

关键词：红外场景仿真飞行场景海洋场景 Vega MFC

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可视化机载SAR海洋场景仿真系统

信息技术 2011年第5期35卷 79-83页

作者：李文亭陈镜许王开志上海交通大学电子工程系上海200240

传统的SAR仿真及成像处理主要基于科学计算软件的大量数学运算,提出了一种机载SAR海洋场景的可视化仿真系统。本仿真系统基于C/S架构,客户端基于OpenGL渲染场景,主要包括动态海洋场景绘制、飞机三维模型导入、机载SAR扫描过程模拟、网... 详细信息

传统的SAR仿真及成像处理主要基于科学计算软件的大量数学运算,提出了一种机载SAR海洋场景的可视化仿真系统。本仿真系统基于C/S架构,客户端基于OpenGL渲染场景,主要包括动态海洋场景绘制、飞机三维模型导入、机载SAR扫描过程模拟、网络通信、SAR回波成像显示等模块,服务器端负责基于GPU并行计算海洋的SAR仿真回波。系统运行及仿真结果表明,本系统可以较为逼真地实现机载SAR海洋场景的可视化。

关键词：海洋场景机载SAR 可视化仿真 OpenGL

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一种适用于VR系统中海洋场景的光照明模型

哈尔滨工程大学学报 2001年第4期22卷 19-21,3页

作者：杜岩张晓宇李文秀哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

从研究统一的光照明模型出发 ,根据几何光学的基本原理和VR系统对视觉效果的要求 ,充分地考虑了真实海洋场景的实际情况 ,对海洋场景的光照明特点作了细致地分析 ,并在此基础上提出一个适用于VR系统中海洋场景的光照明模型 ,该模型能较... 详细信息

从研究统一的光照明模型出发 ,根据几何光学的基本原理和VR系统对视觉效果的要求 ,充分地考虑了真实海洋场景的实际情况 ,对海洋场景的光照明特点作了细致地分析 ,并在此基础上提出一个适用于VR系统中海洋场景的光照明模型 ,该模型能较为真实地反映海洋场景随时间变化的光照效果 ,并创造性地引入随动时间函数 ,以反映海面波动所造成的特殊的光照效果 .作为模型的扩展 ,还提出一个模拟海面上波光粼粼的现象和高光区域的面光源模型 ,最后。

关键词：光照明模型海洋场景 VR系统计算机图形学随动时间函数光照效果虚拟现实