触觉仿真课件软件

全息沉浸式触觉编辑平台软件

2023-3-14

      全息沉浸式触觉编辑平台是一个实时交互教学系统,首先用于实时的物理仿真,着重于医学仿真。它主要用于研究机构来帮助开发新的算法,但是也可用于进行高效的原型设计或是作为物理引擎。

      全息沉浸式触觉编辑平台:简单的说就是计算3D场景中,物体与场景之间,物体与角色之间、物体与物体之间的运动交互和动力学特性。在物理引擎的支持下,VR场景中的模型有了实体,一个物体可以具有质量、可以受到重力、可以落在地面上、可以和别的物体发生碰撞、可以受到用户施加的推力、可以因为压力而变形、可以有液体在表面上流动。

      该平台提供了创建包含静态、动态和铰接体的多级场景图所需的必要数据结构;对象网格、隐式形状、体积、表面材质和纹理属性都用组织良好的类来表示,程序员可以轻松地扩展这些类来包含更高级或特定于应用程序的特性。同时还支持从专业应用程序(如3DMax)导入三维文件。


碰撞检测模块:


      碰撞检测用于实时检测虚拟环境中物体间的碰撞情况,为之后图形信息的绘制及力反馈信息的计算奠定基础。当前的碰撞检测算法主要采用包围盒技术, 首先对物体的包围盒进行相交检测( 模糊碰撞检测), 当包围盒相交时其包围的物体才有可能相交。然后进行物体间的精细碰撞检测,当包围盒不相交时,其包围的物体一定不相交,结束物体间的碰撞检测。

功能模块:虚拟现实物理引擎软件模块
虚拟现实触觉渲染材质库
      含有纹理材质,柔性材质,粘稠状材质,刚体状材质等多个不同材质的触觉模型包,利用球面函数的多尺度特性实现对物体细节部分的精确建模和实时表达,同时可以随时调用材质物理属性进行对模型触觉编辑,以达到虚拟展示过程中的触觉感知效果。 支持主动立体显示系统,可与力反馈设备进行触觉交互,可自行导入3D数据格式进行虚拟碰撞检测。


刚体动力学模块
      含有刚体动力学运动模块,对作业过程中的刚性物体赋予密度、质量、速度、加速度、旋转角速度、冲量等各动力学属性,并可参与作业运动交互中。将有限元模型将连续体离散为多个单元,分别对每个单元进行模拟, 连接各单元模拟整个连续体,最后通过解方程组计算点的受力。


多通道配置和渲染,多端展示模块:
      触觉仿真编辑端开发成果支持跨平台展示,系统应具有良好的扩展性。系统功能模块可以灵活的进行接口适配;具有支持沉浸式虚拟现实环境和光学位置追踪系统平台以及力反馈设备的可扩展开发接口。支持多通道配置和渲染,多端展示模块。触觉仿真编辑端开发成果支持跨平台展示,支持将Unity3D/UE4开发的3D内容发布至不同类型的沉浸式虚拟环境中,如主动帧序列投影大屏、虚拟现实头盔、沉浸式CAVE、LED屏幕等多端展示成果输出;支持VRPN接口光学追踪交互设备。

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