一种高效的大规模三维地形遥感影像纹理映射方法

针对大规模虚拟战场地理信息建模与绘制的需求,研究提出一种可充分发挥GPU和多CPU核微处理器处理能力的、高效的大规模三维地形遥感影像纹理映射方法.该方法直接利用GPU进行高效的纹理压缩解压,采用基于多CPU核微处理器的多线程并行调度策略,实现了视点相关的纹理数据的高效预取和调度,并根据等地理长度映射原理实现了单一精度的大规模遥感影像纹理数据在大规模LOD地形上的精确匹配.实验表明,此方法可有效提高大规模三维地理信息场景.绘制的速度,纹理和地形的匹配精度高,增强了三维地理信息漫游的真实感.     

虚拟战场环境中大尺度矢量数据实时绘制研究

针对虚拟战场环境中大尺度矢量数据表现的不足,提出了一种视点相关的大尺度矢量栅格数据多级实时绘制方法,根据视点距离动态调整矢量栅格纹理透明度,采用两阶段纹理融合处理过程,实现了多级间纹理平滑过渡,提出了矢量栅格纹理缓冲更新方法,根据最近常用算法动态更新纹理缓冲,加速矢量棚格化纹理获取速度.最后实现了虚拟战场环境中大尺度矢量数据的实时绘制,实验结果表明,本文算法能实时绘制大尺度的矢量数据,很好地解决了多级纹理切换时不连续问题.     

数字水印技术在数字博物馆中的应用

首先对数字水印技术和博物馆的数字化进行了介绍，然后就数字水印技术用于解决博物馆数字化过程中的版权保护问题进行了探讨。数字化文物包含文本、图像、音频、视频、三维模型等多种媒体类型，从而需要多种不同的水印算法。数字文物具有其特殊的价值，所以嵌入水印时，应尽量减少对文物品质的降低。所采用的三维模型水印算法之一，在完全不影响原始文物模型品质的条件下嵌入水印。最后，对下一步工作进行了展望。     

基于纹理映射的可漫游数据场建模与仿真

构建可漫游的数据场可以更好的、多方位的观察数据场可视化的结果，提出了一种基于纹理映射可漫游数据场的建棋与仿真方法．这种方法首先构建数据场的模型，即定义视点后，合成从视点出发观察数据场的纹理，然后再将纹理映射到包围数据场的几何模型上，至此完成了可漫游数据场的建模过程，最后让观察者漫游数据场模型来进行仿真。对于既存在“外数据场”和“内数据场”的这一类数据场而言，采用文中的方法可以使得观察者不仅能漫游模型外部观察“外数据场”。还能漫游到几何模型内部观察“内数据场”的变化情况，因而使碍支中的方法达到了很好可视化和仿真的效果．此外，当处理非规则场时，采用包围盒技术、基于线性八叉树的分割算法等来加速数据场的可视化过程，使得丈中的算法有很高的效率。实验证明，文中的方法操作简单，效率高。     

三峡文物考古数字化展示技术及应用研究

通过对当前数字考古技术的分析,结合三峡考古的特点,设计了三峡文物数字化展示的技术应用构思,运用三维建模、三维大地形,虚拟摄影棚等多媒体技术实现三峡文物考古数字化展示;基于这些技术应用的示例,本文对这些技术在数字考古方面的应用作了一些研究,最后提出了一些想法.     

三维图形空间中远距离对象的近似表现方法

三维图形空间中的漫游是虚拟现实领域中一个很有研究价值的课题。但是目前的算法对计算机的软硬件要求较高,而且即便如此,也很难达到实时漫游的要求。实际应用这些算法时,需要以牺牲图形质量或帧率作为代价。纹理虚墙及其球面和柱面扩展是结合人类视觉特点提出的,用于近似表现交互式虚拟环境中远离视点对象的方法。虚拟边界将空间分割成若干区域,视点所在区域内的对象按三维模型绘制,其余对象由其投影在虚拟边界上的纹理图表达。漫游者的视点移动时,三维空间中各个对象的表现方法也随之调整。这种纹理虚墙方法及其球面和柱面扩展大大降低了表现三维环境所需的计算量和对硬件的要求,能够达到很好的“图形”质量和很高的帧率,总体上改进了在三维图形空间中的漫游效果。     

三维激光扫描测量系统中的摄像机标定

三维激光扫描系统能够快速精确地获取周围场景的三维几何信息,而表面纹理信息需由高分辨率相机获取,必然存在不同数据源信息融合问题.在自主开发的三维激光扫描系统AX-LMS200基础上,通过相机内外参数标定,提出一种三维激光数据与二维纹理图像数据融合的方法,方便灵活地将三维激光数据与二维纹理图像数据相互映射.     

基于物理模型的海上溢油实时可视化仿真

提出一种基于物理模型和纹理映射技术的海面溢油实时三雏可视化方法对海上溢油进行实时动态仿真.通过分析海上溢油扩展和漂移过程的数学模型,在视点相关的自适应海面网格模型的基础上,运用纹理映射技术在海面特定区域实现了海面油膜扩展和漂移的实时动态仿真和可视化,方法简单、实用.     

基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化

在科学计算可视化中，由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息，所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器（Fragment Shader）技术，在当前主流PC机上，实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中，能够实时生成高质量的体可视化图像。     

复杂场景中海量外存地形模型的实时绘制算法

针对地形相关复杂三维场景应用需求,提出一种海量地形外存实时绘制算法,该方法使用离散细节层次技术并结合视点相关动态连续细节层次选择.基于元网格连通边权值简化地表模型,并基于Hausdorff距离进行视点无关批LOD误差控制.提出一种海量数据实时调度方法,通过分层增量控制,两级数据预取和改进的快速视锥裁减实现了对外存数据的动态装载与调度.实验表明,该算法处理海量地形数据时占用较低系统资源,从而能够在复杂场景环境下进行快速实时绘制.     

利用轮廓特征的多视点几何数据配准

以三维激光扫描仪为获取数据平台,针对扫描过程中存在的数据配准问题,提出了利用轮廓特征的大规模三维场景多视点几何数据自动配准算法。首先采用自适应曲线拟合技术提取三维轮廓特征,在此基础上建立八叉树数据检索结构。引入马氏距离,以八叉树叶结点为匹配单元计算初始转换矩阵,并经ICRP算法逐步优化直至获得两视点的最佳配准。最后,采用就近原则,给出大规模三维场景多视点全局配准策略。并通过对室内、室外和古建等场景的三维配准实验,证明算法的鲁棒性。     

Networked 3D Virtual Museum System

1 Introduction1 Based on the technology fusion of information technologywith cultural and natural heritage, virtual heritage technology has been emerging with the culture technology. Especially, new media technologies, from 3D media technology to virtual reality, are very promising ones expected to satisfy heritage representation such as the naturalness, the sensation of depth, realism andtangibility . Moreover, virtual heritage technology can provide us the virtual exploration of heritage th…     

基于激光扫描数据的三维可视化建模

利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了三维空间地物可视化建模研究,提出了利用地面固定激光扫描数据建立建筑物三维可视化模型的框架。针对激光扫描数据的特点进行了地物分离和降噪处理,提取目标建筑物,去除测量噪声和遮挡物;应用平面分割和Hough变换对目标物识别并提取特征点、线、面,进行目标建筑物立面整体匹配纠正,在此基础上,对原始测量数据进行重新采样和多站点拼接配准,得到正确的、完整的目标建筑物立面信息;通过构建三角网建立三维表面模型,通过进行纹理映射实现三维模型可视化表达。试验结果表明,利用上述方法可以有效地处理三维激光扫描获取的空间点位数据,实现对建筑物快速三维可视化建模。     

基于激光扫描数据的三维场景仿真

通过利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了三维空间地物建模研究。首先分离提取建筑物地物,然后对得到的数据进行去噪处理,再通过整体匹配纠正并对原始测量数据进行重新采样和拼接配准,建立了由三角网构成的三维表面模型,最后在虚拟现实环境中实现了三维场景仿真。     

基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法

为解决当前多层次细节(LOD)建模方法没有将简化和细分相统一,而造成细节层次模型特征表现不够丰富问题.将能量算子用于三维空间实体模型简化与细分,提出了基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法.该方法主要包括3个步骤:模型能量算子计算、基于能量算子的模型简化和细分.实验表明,该方法能够生成细节层次较为丰富的模型,并具有良...     

基于激光扫描数据的室外场景表面重建方法

针对激光扫描特点，提出了一种自适应室外场景表面重建方法。首先，定义无效数据与有效数据，提取主要被测物；接着，通过边缘提取、拐点确定和表面曲率估计进行自适应重采样；然后，识别空洞，区分物体，给出网格剖分方法。实验验证了算法既可去除冗余数据又可突出重要边缘信息，有利于激光扫描数据的存储和传输。     

三维残缺数据的神经网络修补方法

针对常用的三坐标测量设备在对物体表面采样时造成的局部区域数据残缺问题，提出了一种三维残缺数据的多层感知器神经网络修补方法。该方法首先用矩形框在残缺数据的边界附近获取样本点集，并以其最小二乘拟合平面为基础建立局部坐标系；然后，在此局部坐标系下，将训练后的MLP网络仿真曲面用于残缺区域数据点重采；最后，将重采点集经坐标反变换后去替代原始点云数据中的样本点集。仿真和真实残缺数据的修补实验结果表明，此方法具有较高的修补效率和精度，可获得满意的修补效果。     

虚拟装配中基于数据手套的虚拟操作研究

在虚拟装配中,采用数据手套对虚拟物体进行虚拟操作,是进行虚拟装配的重要手段。首先给出了数据手套的虚拟操作流程,探讨了虚拟操作中存在的三个关键技术问题碰撞检测问题、手的穿透限制问题、手的抓取和拖放问题。然后对这三种关键技术逐项进行了剖析,并在此基础上给出了具体的解决算法面向对象的基于包围盒的碰撞检测算法、基于面片的穿透限制算法和抓取与拖放算法。最后构建了虚拟装配试验系统对这几种解决方案进行了验证。这几种算法能够保证虚拟装配系统的实时性和真实性,较好地解决了虚拟操作中存在的问题。     

三维地形数据的简化和空间分析的研究

全球地形场景的建模是一个极富有挑战性的课题。地形动态简化是构建三维地形场景和虚拟现实的重要内容,基于视相关的地形裁剪技术是动态简化庞大地形数据的重要方法。本文根据地球椭球的特性,提出了在当前LOD层次下,实时裁剪视景体中的地形数据的算法。精确拾取地形点的三维大地坐标是进行正确的三维空间分析和查询操作的基础,也是3DGIS研究中的一个难点;而可视性分析是三维空间分析的重要研究内容。本文给出了这些的问题的算法。实验证明,这些算法具有较好的实用性。     

基于CDT空间剖分的虚拟角色全局路径规划

针对大范围复杂虚拟城市环境中虚拟角色的自主导航问题,研究了虚拟城市环境的环境建模以及基于层次道路图的改进A*算法。用自适应剪切平面切割三维地物几何模型,把三维城市空间投影到2D平面空间,利用约束Delauny三角化方法剖分城市自由空间,通过调整约束边的长度调整提取道路图的精度,并构建顾及地形起伏特征的层次道路拓扑图;为适应基于层次道路图的路径搜索,对传统A*算法进行了改进。实验结果表明:该方法可以快速完成虚拟角色在虚拟城市环境中的全局路径规划,且环境建模需求空间小,路径搜索效率高并顾及了地形环境的起伏特征。