免费论文：轮廓和纹理的力觉渲染技术研究

力觉渲染技术是近年来机器人学研究的一个热点，在手术模拟、科普娱乐、机器人遥操作、产品设计等领域有广泛应用前景。本文研究了科普娱乐领域中非真实力觉渲染技术。基于人体触觉生理学特性，提出了力觉渲染技术的性能指标。针对平面图像中的物体，研究其轮廓的二维力渲染技术，并对其力觉效果进行性能分析；研究平面纹理的力觉渲染技术，以及含有纹理信息的三维物体力觉渲染技术。基于人体的触觉感知系统的基本知识，提出力觉渲染技术的性能指标。分析力觉交互系统的模型组成，指出力觉渲染的输出和人体触觉感知系统紧密相关。总结人体的触觉感知系统的组成、功能、以及感知能力。根据力觉交互的特点以及触觉感知能力的限定，提出了力觉渲染技术的三个性能指标。针对平面图像中的物体，研究其复杂轮廓的二维力渲染技术。首先从图像中提取出物体的边界点，并采用低通滤波和滑动平均值滤波组合的双重滤波来进行平滑处理，之后对其进行轮廓线拟合。基于点和平面多边形位置关系的判断和最小距离计算，提出了一种新的碰撞检测方法。采用虚拟弹簧模型来计算轮廓力，针对其稳定性进行了改进。设计了一套生肖动物感知实验验证了上述算法的可行性和有效性。讨论平面纹理的力觉渲染问题。根据纹理的特征建立结构型纹理和随机型纹理的模型；介绍了纹理力渲染的方法，并分析科普娱乐领域的力觉渲染特点从正压力和滑动速度两方面对力渲染算法进行了改进。实现含有纹理信息三维物体的力觉渲染。首先建立物体的三维模型；在力觉感知部分，分别介绍了反映三维物体外形的正压力和反映表面纹理的纹理力的渲染算法，并对正压力和纹理力进行合成；在图形显示部分，实现含有纹理图片的三维物体在虚拟环境中的OpenGL显示。最后设计兔子感知实验来验证算法的可行性。

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