完成单位北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室

完成单位：北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室联系人：沈旭昆
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成果名称：虚实融合关键技术及应用成果成果描述：
虚实融合技术在工业设计、装备维护、军事训练、医疗仿真、文化教育等领域具有广泛需求，本成果主要包括以下几方面的技术创新：
1）发明了多层次视觉和力觉空间虚实融合一致性处理技术。

提出了基于三重小波积分的高效全频环境光照绘制方法，构建线性依赖BRDF基的绘制方程和优化求解策略，解决了虚物与实物表面光照一致性问题。

在视觉和力觉空间融合方面，提出了基于半透明反射原理的视觉力觉空间配准方法，通过构建和求解配准误差的量化数学模型，降低了操作平面内视觉力觉显示的平均配准误差。

2）发明了基于层次模型的人体变形和基于少量传感器的体感交互技术。

提出了人体层次模型表示和变形方法，建立表面层、中间层和骨骼层的映射函数，基于样例保持了人体变形的细节；提出了基于流形学习的运动数据降维方法，利用局部保持投影构造双向映射，构建低维生成模型，降低了运动编辑和合成复杂度。

提出了基于少量加速度传感器的体感交互方法，使用混合马尔科夫模型对人体运动进行时变序列匹配，在部分信号缺失时仍能准确识别。

3）发明了基于内容理解的可保持外观结构特征的物体建模与生成技术。

提出了基于图纸的建筑物过程建模方法，通过分析图纸提取规则，可快速生成大规模三维场景；提出了保持结构特征的几何模型空洞修复方法，将网格模型分解为低频和高频部分并分别修复，能够保持对象结构及细节。

在上述技术发明基础上面向应用研发了三套软硬件工具和虚实融合集成环境。

获国家发明专利授权15项，受理专利20项，获计算机软件著作权9项，发表论文26篇。

研究成果已在飞机座舱设计评估、装备拆装维护等领域开展了应用，应用前景
广阔。

完成单位简介:
虚拟现实技术与系统国家重点实验室于2007年5月批准建设，实验室总体定
位于虚拟现实的应用基础与核心技术研究，强调原始创新、重视系统研发，发挥实验室多学科交叉、军民应用背景突出的优势，为虚拟现实技术的发展和应用做出基础性、示范性、引领性贡献。

实验室是国内最早开展虚拟现实技术研究与应用的单位之一，经过多年的发展和建设，围绕航空航天、国防军事、医疗手术、装备制造和文化教育等五个领域的重大应用需求，瞄准虚拟现实国际发展前沿，深入进行理论研究、技术突破、系统研制和应用示范；培养和凝聚高层次创新人才，加强实验室科研条件和环境建设；积极开展国内外学术交流和产学研合作，使实验室成为我国虚拟现实领域条件好、水平高、有影响的国家级科研基地，发挥了技术带动和应用推动的作用。

2007年以来，实验室承担科研任务总到款近7.4亿，人均年度科研经费近150万元。

所主持的科研任务包括国家自然科学基金重大项目、重点项目、创新研究群体项目、杰出青年基金项目，973计划于863计划，以及重点研发项目等。

2007年以来，获国家科技进步一等奖1项、二等奖3项，国家技术发明二等奖2项，省部级科技一等奖6项；发表期刊和会议论文1700余篇，其中SCI 论文500余篇；获批发明专利600余项，其中国际专利十余项。