国家高技术研究发展计划(2007AA01Z310) 作品数:5 被引量:12 H指数:2 相关作者: 王党校 张玉茹 周万琳 王勇 吕培军 更多>> 相关机构: 北京航空航天大学 北京大学口腔医院 更多>> 发文基金: 国家高技术研究发展计划 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 医药卫生 更多>>
速度驱动的复杂场景多层级力觉交互算法 2009年 触/力觉交互技术应用环境的复杂化,对复杂触/力觉场景的研究提出了新的挑战.文中以虚拟现实牙科手术训练系统为背景,研究基于速度驱动的复杂场景多层级力觉交互算法.文中采用CATIA对下牙列大量数据进行网格简化,建立了下牙列场景的层次细节(Levels Of Detail,LOD)模型;基于人类触觉感知的精度随交互速度的变化规律,设计了速度驱动的LOD模型触发机制;提出了虚拟工具化身SCP(Surface Contact Point)层级映射算法,保证了力觉交互设备的稳定性,并发现了映射约束线段的长度是保证力觉逼真性及实时性协调的关键变量;最后,设计了针对一般几何体和复杂曲面的实验,量化评价文中算法的逼真性及实时性,证明了将人手运动速度作为场景模型复杂度切换驱动条件的有效性. 周万琳 王党校 张玉茹 王瑜关键词:虚拟现实 面向牙齿钻削手术仿真的体建模方法 被引量:2 2010年 通过分析虚拟牙齿钻削手术对模型的要求,建立了基于线性表的均匀立方体体素网格模型,设计了材料去除与模型重构算法,实时模拟钻削中模型的拓扑结构变化,并采用点绘制方法进行图形显示。采用0.1mm的剖分粒度进行实验,证明牙齿体素模型的实时性可以满足1kHz的力觉反馈和30Hz的图形显示要求,设计的模型重构算法可以较精确地实现多种不同尺寸工具的钻削仿真。 于歌 王党校 张玉茹关键词:仿真 钻削 体素 面向牙科手术培训的力觉合成技术 被引量:8 2009年 虚拟现实系统的沉浸感和交互性是高性能系统的重要特征,对于医学应用的虚拟现实尤其如此.文中针对牙科手术培训中训练医生触力觉感受的需求,重点研究基于三角面片网格模型的真实感触力觉合成技术,包括基于多更新率的力觉渲染体系架构、基于均匀空间划分和时间连续性的实时碰撞检测算法、基于虚拟代理的接触碰撞响应算法、基于等效接触模型的切削力计算模型,以及滑动速度驱动的大规模数据多层次力觉渲染算法等.建立了力觉-视觉融合的牙科操作培训系统的原型物理样机,实现了龋齿探查、牙齿纵截面物理属性感知、牙体钻削制备等典型牙科手术操作模拟.文中的触力觉合成技术是构建虚拟现实培训系统的共性问题,不但适用于牙科手术操作领域,也可用于其他外科手术培训系统. 王党校 张玉茹 王勇 吕培军 周人歌 周万琳关键词:手眼协调 面向图像感知的轮廓力渲染技术研究 被引量:2 2011年 随着力觉交互技术的不断发展,力觉感知将在娱乐、助盲、科普等更多领域发挥作用。力觉渲染是实现逼真的力觉感知效果的关键问题。研究面向图像的二维轮廓力渲染技术,使用者操作二维力反馈鼠标与平面图像进行交互,通过鼠标的反馈力感知图像的轮廓形状。首先提取目标图像的边界轮廓,将离散的边界点拟合为有向轮廓线,然后基于虚拟工具和图像轮廓之间的位置关系和最小距离进行碰撞检测。基于轮廓力的连续性特征,提出一种轮廓力渲染算法,使系统获得较好的稳定性。设计了一个通过反馈的轮廓力来识别生肖动物的实验,分析了系统的实时性、稳定性以及对图像轮廓的识别率,验证了文中算法的可行性和有效性。 韩兴光 李继婷 王党校关键词:碰撞检测 面向手眼协调操作的触(力)觉合成和视觉-力觉融合再现技术 2014年 高性能的虚拟现实(VR)系统应具有三个本质特征,即沉浸感、想象性和交互性(3I)。VR技术的发展一直在朝着这三个目标在努力。目前的VR系统大多具有很强的视觉和听觉的显示功能,而在触(力)觉方面的显示能力不足,这样就导致系统的交互性不够,不能满足操作者与虚拟世界之间进行触(力)觉交互的要求。当人类在进行精细的操作时,有两个重要特点:一是触(力)觉的感受不可缺少,二是人手和人眼之间的精确配合非常重要。为了模拟人类的精细操作,VR系统需要能够提供精确实时的触(力)觉信息,并且,VR系统产生的触(力)觉信息和视觉信息之间保持一致性,才能保证人对虚拟物体的感知不产生歧义。立足于虚拟现实技术的发展趋势,本课题针对两类VR技术展开研究:逼真的触(力)觉合成技术和视觉-力觉信息融合再现的空间配准技术。关键词:视觉信息 合成技术 力觉 虚拟现实技术 VR系统 VR技术