一种大规模体数据压缩体绘制策略

针对基于GPU的大规模体数据直接体绘制过程中遇到的显存不足的问题,提出了一种大规模体数据的压缩绘制策略.该策略结合小波变换和分类矢量量化进行数据压缩,采用基于GPU的光线投射算法进行绘制,在绘制时,只解压变换当前绘制所需要的极少数数据,并结合多分辨率绘制,实现实时交互.基于CUDA的实验表明:该压缩绘制策略有效解决了显...     

一种基于体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法

为了实现一种更好的虚拟内窥镜算法，在分析虚拟内窥镜和体数据可视化方法的特点的基础上，提出了一种基于透视投影体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法。该算法运用了动态数据精简技术，提出了视点3D漫游路径的快速自动生成方法和交互式内窥显示方法，能方便医生实时观察与诊断。并对传统面绘制中的光照计算加以修改，应用于内窥体绘制过程，以生成3D效果逼真的虚拟内窥镜图像。在微机平台上实现的基于体绘制的虚拟内窥镜系统，验证了该算法的实时性和所生成图像的质量。     

基于矢量量化压缩的大规模体数据直接绘制

针对大规模体数据通常不适合于硬件三维纹理加速绘制的问题,使用基于区域分裂的LBG算法对大规模体数据进行矢量量化压缩,使得其压缩编码适合硬件纹理空间大小.并在图形硬件的可编程渲染器中对压缩后的三维纹理体数据进行实时地矢量解码和绘制,在解码过程中通过设定掩码纹理给出了大规模体数据的局部感兴趣区域的体绘制.实验结果表明,在不同压缩比和信噪比下,大规模体数据绘制的图像仍然具有较高的质量且维持高帧速率,绘制性能满足实时交互.     

基于VRML的西安市旅游信息系统虚拟旅游模块设计的初步实现

该虚拟旅游模块在WebGIS开发的西安旅游信息系统的基础上,应用虚拟现实技术、Internet技术为技术支持,利用VRML2.0进行界面开发.实现了非投入式虚拟效果,使用户从视觉和听觉上对产生的虚拟旅游景区有立体的直观感觉,不需使用电子手套和头盔,只需借助VRML浏览器和其他WebGIS软件就可使用户在分布式非投入虚拟环境交互对话,并获得接近现实的旅游信息.该模块实现了信息查询、用户交互功能、数据量测及地学数据显示功能,为投入式虚拟旅游打下了基础.     

基于纹理硬件的大规模体数据快速绘制算法

针对大规模的体数据 ,有限的硬件纹理内存将大大降低算法的有效性 ,提出了一个新算法用于加速基于纹理硬件的大规模体数据的体绘制。基于一个新的 4级体数据装入流水线 ,算法在绘制前快速有效的对体数据进行预处理后 ,只将对最终结果图像有贡献的体元装入纹理内存并用于绘制 ,从而有效的降低了系统负载。同时 ,提出的算法支持对原始体数据分类阈值的交互修改与分类结果的快速预处理与交互显示。实验显示 ,与原始的基于纹理硬件的体绘制方法比较 ,本文提出的算法节省了 40 %到 6 0 %的绘制时间     

基于PC图形卡W-Buffer的交互直接体绘制

提出一种基于PC图形卡W Buffer的交互光线投射算法,这是一种面绘制与体绘制结合的快速体绘制方法.首先用3D分割等方法提取边界体素或用MarchingCubes等算法提取等值面,然后利用图形硬件预先投影这些边界体素或等值面以产生深度信息,最后由光线投射模块根据W Buffer中的深度信息快速找到实际等值面的位置,进行采样、着色、不透明度与颜色合成等渲染工作.这一方法不仅显著地加快了成像速度,而且不降低图像质量.实验结果表明,用该算法在PC机上以200×200分辨率渲染时,能达到10帧/秒的速度,基本满足虚拟内窥镜系统的动态导航和高质量图像要求,具有较大实用价值.     

交互式虚拟人脑内窥镜系统关键技术

目的为解决传统内窥镜方法的缺点。方法设计并开发了一套基于体绘制技术的交互式虚拟人脑内窥镜系统。结果给出了系统主要功能和流程,并且对系统实现中的3项关键技术:虚拟相机模型建立、漫游路径抽取和三维体数据的绘制方法作了详细介绍,改进的光线投射算法使得重建的三维模型图像清晰,绘制效率高。结论系统能够通过手动和自动两种方式进行器官内漫游并生成动画记录,为临床诊断和医学仿真提供了有效地支持。     

交互虚拟装配仿真过程中物体间间隙动态计算方法

提出一种支持实时交互虚拟装配操作中物体间最小间隙的快速计算方法,该方法使用基于层次包围盒模型的最小距离计算快速定位场景中模型间距离最小的一个或一组包围盒,进而确定模型距离最近的目标多边形组群,最终计算最小间隙数值和位置.该方法优点为能够借助虚拟装配系统中动态碰撞检测功能以及并行计算体系完成最小间隙计算.随后将该计算方法集成到DPVAE（Distributed Parallel Virtual Assembly Environment）虚拟装配软件系统,并以某型轿车的底盘装配中间隙动态计算和显示为例进行应用验证.结果表明,该方法能够支持交互虚拟装配仿真中的间隙动态测量与显示.     

基于实时LOD简化绘制的渲染优化方法

随着虚拟展示应用在移动网络中的不断发展,在面对大量移动智能终端的并发请求时,服务端的计算负载成为了实时渲染的主要瓶颈,针对如何优化服务端渲染计算提高渲染效率,提出一种基于场景实时LOD简化绘制的渲染优化方法.方法在服务端实时绘制过程中根据用户的交互状态,实时简化绘制三维模型的相应分辨率细节层次模型,控制渲染图像质量,避免不必要的图形绘制,降低渲染计算负载.三维模型简化由CUDA实现并行处理,通过空间八叉树进行划分并按照顶点重要程度进行模型并行简化,控制场景渲染过程中的几何复杂度.实验证明,方法能够有效降低渲染耗时,保证用户进行交互浏览时的实时性.在移动网络环境中,方法能够有效降低服务端负载压力,提高渲染效率.     

一种基于外存的海量地表离散点的交互编辑算法

提出了一种基于外存的索引数据结构,实现了对海量地表离散点的高效组织及实时绘制与交互.在分析现有对海量离散点数据或点云数据处理方法的基础上,采用规则四叉树与类区间树相结合的嵌套复合结构对数据进行组织,提高了数据的查询检索效率,从而实现了在不影响场景绘制显示的前提下,对数据进行的动态删除、添加和修改,更好地支持了数据的交互操作.对该索引组织结构进行了内外存相统一的设计与实现,并验证了该方法的正确性及有效性.     

基于Cesium时空三维可视化的数据调度与缓存机制

针对传统三维可视化技术存在数据调度速度慢、场景绘制效率低等问题,本文提出了一种绘制线程与调度线程并行的双线程数据调度策略。该策略将数据调入等待队列,根据视点距离进行顶点层次划分,再利用双线程渲染管线进行场景绘制。为了提升了三维场景处理速度,建立了二级缓存渲染机制与瓦片数据更新策略,并基于Cesium图形引擎,设计并开发了武夷山国家公园时空三维可视化系统,优化了三维场景绘制与数据调度性能,实现了国家公园多源数据集成,提高了虚拟场景中跨平台、跨终端三维展示与交互能力,为国家公园数字化建设提供了行业参考。     

纹理映射体绘制的Java 3D实现

目的设计实现一个虚拟心脏系统原型,重点讨论其中的基于纹理映射的体绘制方法,给出用Java 3D软件方法实现纹理映射体绘制。方法获取CT心脏断层数据,对其进行预处理,在此基础上进行图像的滤波、分割、配准及裁剪,最后实现基于纹理映射体绘制的三维重构。结果用Java Java 3D实现了虚拟心脏系统原型中基于纹理映射的体绘制。结论采用软件方法(Java3D)实现了纹理映射硬件的功能,由于不需要三维纹理映射硬件的支持,降低了硬件成本。     

三维地震数据体的切片播放算法

目前三维数据可视化技术已经广泛应用于地震解释中,而绝大多数的三维地震解释,是通过数据体的切片实行的。切片显示步骤是:确定切面多边形、对数据体的重采样和图像合成、切片的图像绘制。并且通常需要对切片实现播放、缩放等操作,此时,对于有限的内存采用传统的方法实现庞大的三维地震数据体的切片播放是相当的困难的。文章提出了一种将三维地震数据进行分块存储及显示的技术,即三维数据的砖块组织结构,并建立了快速索引机制,及砖块结构的调度算法。实验证明,该算法对三维地震数据切片的播放具有实时性及高效性。     

基于MITK的三维体绘制系统设计

在MITK(Medical Imaging Toolkit)算法平台的基础上,采用Microsoft Visual C++语言设计基于MITK的三维体绘制系统。三维体绘制系统主要将光线投射法和错切变形法结合,构成一个三维重建系统,方便使用者在高质量绘制和实时绘制间自由作出选择。该系统可进行二维序列切片图像的显示和三维重建,并能调节三维图像的阻光度,展现出不同的三维立体绘制效果。     

基于数字地球的三维云图实现技术

以风云二号气象卫星的红外云图数据为基础,根据实时的红外云图,在数字地球上实现云图的三维显示,实时动态模拟我国上空的云图变化情况.通过二维云图的灰度信息,得出其高度值,与提取的经纬度值一起,经过坐标转换,得到三维空间坐标信息,再采用OGS三维渲染技术,实现云图的三维显示.与以往云图的三维显示技术相比,采用的方法更加简单高效.在实际应用中,该方法能够实时获取和展示三维立体云效果,并且加以时间驱动可以实现云图的动画播放,对于气象部门有着很高的应用价值.     

视频会议系统中基于图像拼合的中间视合成

中间视合成是实现立体交互式显示的关键技术,即在观察者改变观看位置时,可以通过系统合成的虚拟视点获得环视的效果.该文提出一种基于图像拼合的中间视合成算法,利用图像插值和变形技术,生成虚拟视点图像.首先对立体图像对进行亮度均匀化处理,以消除左右图像间的平均亮度差异;然后根据左右视所含信息的不对称性,利用视差信息判断可靠区域,生成过渡中间视;最后采用图像拼合变形的方法进行中间视插值合成.实验表明,生成的虚拟中间视图像效果良好,基于对象的处理方式使得本算法具有速度上的优势,可用于头肩型视频会议场景的立体交互显示.     

基于硬件纹理体重建的切割算法

在硬件纹理加速体重建算法的基础上,提出了两种模拟三维数据切割的方法:利用深度缓存实现和利用离散距离场实现.由于使用了图形硬件加速,所提出的算法达到了交互速度,可以应用在手术模拟等诸多三维切割应用中.     

应用Converse3D设计和实现虚拟校园

高等院校合理运用虚拟校园系统,不仅立体展示校园实景信息和校园文化,而且可以更有效地进行学校的组织管理,同时能够提高学校的知名度、增强学校的竞争力。本文以安庆职业技术学院校园为基础,建立三维实景模型,利用Converse3D虚拟漫游平台,建立虚拟校园系统,实现实时交互式漫游。     

矿床的体视化仿真技术与实现

为解决矿床仿真构模中对矿床几何信息描述和属性信息描述中存在的模型分离问题,采用体视化技术,建立了体矿床模型.通过分析矿床体视化仿真中的数据流程,建立了表现矿体空间分布、矿体中重点区域、矿体剖切分层的三类体模型,并实现了直接基于体模型的矿石储量、金属量的计算工作.经实例分析表明,利用体矿床建模技术,不仅能够进行矿床属性的定性分析,而且便于进行定量计算,为完善矿床建模技术提供了一条途径.     

人-车-路互动模式虚拟仿真系统

基于互动模式仿真，提出并开发了面向交通安全问题研究的、基于VR技术的人-车-路互动模式虚拟仿真系统，并阐述了系统的结构、软硬件组成和工作原理，讨论了系统实现中的若干关键技术，包括驾驶人交互操作信号数据采集技术、车辆动力学网络解算技术、基于Creator的虚拟场景建模技术、基于Vega的视景驱动技术、碰撞检测技术、三通道同步视景显示技术、基于Multi—Agent的车辆行为建模技术、仿真状态信息的动态显示技术等。实际的应用结果表明，该系统可以在道路设计阶段对设计方案进行量化的运营效果模拟和安全评价，从而达到优化设计方案、提高道路运营安全性的目的。