A wireframe model-based method for automated internal design

This paper proposes a wireframe model-based method for automated internal design. The method is used to extract geometric structure of an internal wireframe model and find out all loop structures of furniture models. The wireframe models are classified as the multiple independent sub-models according to the geometric structure by statistical analysis. The corresponding models are selected from a 3D model database to build an internal scene based on characteristic points of furniture wireframe models. In the experiments 3D database via manually selected 268 3D furniture models from Google 3D warehouse is built up. The experiments show that the method can construct 3D scenes in 1.1×103 ms. This method costs less time compared with traditional hierarchical method and depth-sensing camera method in the same experimental conditions. The method can be also used for 3D visualization either with complex backgrounds.     

全球定位系统在海上勘探开发中的应用

给出了在海上用全球定位系统(GPS)进行动态测量的数学模型及其精度.研究表明,采用伪距和载波相位组合模型进行海上动态定位,可以满足大部分海上定位的精度要求.用GPS和测深仪对海底三维坐标进行了动态测定,建立了海底数字地形模型,联机自动绘制出海底立体图和等值线图.试验证实,这种方法是切实可行的,并提出了建立区域海底数据库的设想.     

Structure of antibody hypervariable loops reproduced by a conformational search algorithm

The antigen-combining site of antibody molecules consists of six separate loops supported by a conserved beta-sheet framework; antibody specificity arises from length and sequence variation of these 'hypervariable' loops and can be manipulated by transferring sets of loops between different frameworks. Irregular loops are the most difficult parts of protein structure to understand and to model correctly. Here, we describe two computer experiments where all the hypervariable loops were deleted from X-ray structures of mouse immunoglobulins and reconstructed using the conformational search program CONGEN. A protocol was developed for reconstruction of the hypervariable loops in McPC 603 antibody. Calculated loop conformations were generated and a model of the combining site was built from selected low-energy conformations. We then modelled hypervariable loops in another antibody molecule, HyHEL-5. Both models agreed well with the known crystal structures. Our results hold out promise for the success of future modelling studies of complete antigen-combining sites from amino acid sequences.     

经编间隔织物压缩性能的实验研究及计算机仿真

目的改善经编间隔织物结构设计粗放化、经验化的现状,为在给定工作应力下的经编间隔织物结构参数设计提供基础。方法从平板压缩和球形压缩试验开始,探讨织物结构参数(如间隔纱细度、面密度、垫纱角度等)对织物压缩性能的影响,给出织物的缓冲特性曲线,并建立了计算机仿真有限元模型。结果仿真计算显示,理论计算结果与试验数据基本吻合。结论该有限元模型可用于经编间隔织物的结构参数设计。     

发现一种动物形三元数集

 用三元数方法研究三维分形结构,先定义一种三元数及其运算规则,然后参照Mandelbrot集取集方式定义一种三元数集。用计算机软件以尽可能高的精度对该无穷数集采样取集,按三维点集生成几何外观视图。对整体和重点部位多角度视图的观察分析发现,该数集是一种动物形分形体。三维外观酷似动物,有合乎常理的头、尾、背、腹、鳍和四肢;面部五官具体,一双小眼睛也有眼球、眼窝、眼帘构造;身旁带有与自身相似的子体,子体身旁又带有下一代子体,这种代代相传的相似与几何相似不同,倒与生物遗传相似可比且相仿。数集细微结构多样无尽,局部更高采样密度的点集成像会看到更精细的结构。其复杂形态却是由简单规则生成的,复数分形这一令人费解的特点进而又有三维表现。数集形体存在于欧氏空间原点附近线尺度约为2.3的范围内,其自然特性和细节由文中所附的整体、头部、子体、眼部等多视角图像反映。     

经编间隔织物的结构与性能

介绍了经编间隔织物的三维结构，分析了该织物结构和原料选用对间隔织物性能的影响，着重分析了织物抗压性能的影响因素．在对其结构研究和分析的基础上，发现经编间隔织物具有优良的抗压弹性、透气性、导湿性和吸音性．对经编间隔织物的新品开发具有积极的指导意义，     

基于神经网络的三维人体建模方法

利用扫描人体数据库,按特征点位置确定若干截面,对截面上的特征点重新识别和处理,获得胸部、脖子、腰部和臀部等特征部位截面环的训练样本,利用4层BP神经网络模型,通过编程分别训练得到人体胸部、颈部、腰部和臀部的神经网络权值参数,从而得到适用于一般人体的截面环自动生成模型,自动生成用户人体各个特征部位的截面环,最终生成三维人体网格模型.结果表明：该方法能很好地逼真实际人体特征曲线,是在只有用户人体参数信息,无扫描人体情况下的一种较好的人体建模方法.     

基于分形的三维莲花模拟

对莲花的三维逼真模拟进行了研究,经过观测,发现了花瓣间及花瓣结构的层与层之间具有统计自相似性,且花瓣数目依Fibonacci序列分层排列．根据图形学原理和植物形态学原理,按照莲花的形态结构,提出了利用分形技术实现三维莲花的建模．并通过实验得到了三维莲花的IFS码和较为逼真的模拟结果．     

基于投影器-数码相机的物体三维重建

针对三维重建在计算机视觉和近景摄影测量目标物体纹理缺乏的特点,在传统用数码相机摄取影像数据的基础上,引入了投影器设备,构成投影器-数码相机系统。该系统可使投影器能够人为地给物体表面添加纹理特征,这些纹理特征清晰稳定、相对容易提取和匹配;利用投影器虚拟影像和数码相机拍摄的带有投影纹理特征的物体影像构成立体像对,可通过空间前方交会的方法解算纹理特征的空间坐标;连接相邻的空间纹理特征点,可形成物体三维立体模型。实验及其结果证明了基于投影器-数码相机系统的物体三维重建的有效性和实用性。     

经编针织双轴向立体骨架织物的线圈几何模型研究

采用几何、力学及计算机编程等分析方法研究了经编针织双轴向立体骨架织物地组织的线圈几何结构，建立了线圈长度的计算公式，为经编针织双轴向立体骨架织物的生产、质量控制及性能设计建立了一定的理论基础。     

颗粒增强复合材料显微组织的计算机仿真

用计算机仿真了颗粒增强复合材料的显微组织,在仿真中考虑了颗粒的形状、尺寸、体积分数和空间分布,结果表明,结合颗粒几何数据的蒙特卡罗方法可以模拟颗粒增强复合材料的各种三维显微组织,计算机仿真显微组织可以作为研究颗粒增强复合材料显微组织定量表征的三维数字化模型,同时可以作为颗粒复合材料加工过程数值仿真和细观力学计算的显微组织模型。     

基于单幅图像的人脸三维建模研究

由于人脸三维模型在三维动画、计算机游戏、视频会议、医学手术以及生物教学等许多领域都有着广泛的应用价值,使得越来越多的研究人员开始思考获取人脸三维模型的有效途径。文中先采用AdaBoost算法进行人脸检测,判断输入图像中是否含有人脸;接着,采用ASM模型对合有人脸的图像进行特征点提取;最后依据从图像中提取的特征点等信息对初始模型进行调整,实现了一种基于单幅图像的建模方法。     

书法字体结构数字化建模与仿真

针对书法文稿难以长久保存及其在计算机上建模较为困难等问题,本文采用六面体网格,对字体进行逐层剖切得到一系列切面,并采用扫描线填充算法对书法字体结构进行数字化建模与仿真. 所得到的书法字体模型能够记录不同书法家的写作手法,并设计了一种切片技术能够对字体结构进行各个方向的剖切,实现了从多个角度对文字结构的分析学习. 仿真结果表明,采用该技术得到的书法字体三维模型不仅实现了其影像信息的长久保存,更能够对其进行全面的分析学习.     

湍流和分子扩散对大气重力波翻转时间影响的模拟研究

重力波翻转意味着对流不稳定并伴随有非线性的波流相互作用,这是重力波改变背景大气结构的重要途径之一.利用自主建立的模拟重力波非线性传播过程的二维数值模式,研究了重力波的翻转时间(重力波发生对流不稳定时的持续时间)对湍流和分子扩散的依赖关系.模拟结果表明,翻转时间随着湍流扩散系数的增加而减小.通过与三维数值模式模拟的重力波翻转时间进行比较,适当调整湍流扩散系数,使得从二维模式得到的翻转时间与从三维模型得到的翻转时间具有可比性,从而得到湍流扩散系数的最优值.分子扩散从低热层开始,以指数形式增大,从而能够有效地耗散掉小尺度波动并使得重力波能够更快地恢复到稳定状态.     

基于照片的三维虚拟人重建技术

以标准的三维虚拟人模型为模板,结合从真人的二维正交照片中提取的信息,对其进行重建,得到具有真实感的三维虚拟人模型.首先根据摄像机投影矩阵,得到标准人体三维模型的二维正交投影图像,跟真人的正交照片图像进行对比,得到两者轮廓中对应特征点之间的变形关系.然后利用二维正交图形的变形关系,计算出标准的三维虚拟人和真人的三维虚拟人模型相应三维特征顶点之间的位移关系;并根据特征点之间的相对变形矩阵对分块的标准三维虚拟人模型的所有顶点进行相应的坐标变换.最后提取真人的纹理信息,加载到三维模型中,得到具有真人纹理及相近形态特性的三维虚拟人模型.     

Assessment of protein models with three-dimensional profiles.

As methods for determining protein three-dimensional (3D) structure develop, a continuing problem is how to verify that the final protein model is correct. The revision of several protein models to correct errors has prompted the development of new criteria for judging the validity of X-ray and NMR structures, as well as the formation of energetic and empirical methods to evaluate the correctness of protein models. The challenge is to distinguish between a mistraced or wrongly folded model, and one that is basically correct, but not adequately refined. We show that an effective test of the accuracy of a 3D protein model is a comparison of the model to its own amino-acid sequence, using a 3D profile, computed from the atomic coordinates of the structure 3D profiles of correct protein structures match their own sequences with high scores. In contrast, 3D profiles for protein models known to be wrong score poorly. An incorrectly modelled segment in an otherwise correct structure can be identified by examining the profile score in a moving-window scan. The accuracy of a protein model can be assessed by its 3D profile, regardless of whether the model has been derived by X-ray, NMR or computational procedures.     

具有真实感的虚拟人头部的一种构造方法

在人类交流信息、情感和动机暗示的广泛能力之中，面部是其中最关键的组成部分之一．因此，具有真实感的三维人脸模型的构造和动画是计算机图形学领域中一个重要的的研究课题．如何能够便捷有效的构造出具有真实感的三维人头部模型是其中一个难点．本文介绍了一种三维人头部模型的构造方法．该构造方法基于一个已存在的三维头部的无个体特征的一般模型，该模型可以经过调整而创造出具有个性特征的头部模型；借助于从两张从正交角度拍摄的普通的某个人的二维照片上采集到的能够反映该个体特征的数据参考点作为控制点，通过DFFD(Dirichlet Free-Form Deformation)的自由变形方法，调整该三维头部模型，进行非线性变形，向特征人面部结构逼近，从而构造出具有个性化特征的头部模型．在此基础上，本文提出了对该方法的一种改进，即对用来进行控制非线性变形的参考点赋以不同的权值，进行分层次控制，从而使得三维头部模型能够更精确的再现个体特征．     

分区变形与多重约束结合的面皮层次点对应方法

针对颅面统计复原中基于面貌形态几何特征建立三维面皮间生理点对应关系的难题,提出几何模板分区变形与多重约束结合的三维面皮层次点对应方法(HCRDM).该方法根据人脸生理结构特征点定义一套五官分区几何模板,以实现面皮分区半自动化;根据特征点的严格对应关系,利用径向基函数对样本面皮各分区变形;为近似重合的各分区建立体素模型,逐次选取特征显著的模板顶点作为待对应点,利用模板顶点间局部相对位置几何约束确定样本分区中对应点候选集;根据局部几何特征加权距离确定最优对应点;结合几何约束与微分特征距离约束实现边界区域点对应.实验结果表明,HCRDM较已有的三维面皮点对应算法准确率提高了10％以上.     

三维城市模型的统一表示

针对解决多维、多类型空间数据信息的透明集成管理与各种应用问题,在三维城市模型不同应用的分类和综合分析基础上,从概念层次提出了一种统一矢量数据与栅格数据、连续表面和离散实体的二维表达与三维表达的三维城市模型。该模型具备对任意复杂目标的多种细节层次表达和描述能力,为建立自动理解与解析分析的数学描述提供了理论依据。     

多叶光栅适形放射治疗系统图像图形处理软件研究与开发

论述了多叶光栅适形放射治疗系统图形图像处理子系统的组织结构和程序流程,提出并建立了系统数据结构;该数据结构能较好地描述系统数据的层次关系和表达重建的几何模型,针对输入的CT或MRI图像,提出了自动分割与手工勾画轮廓的方法,可对分割出的组织重建其三维几何模型,并对模型表面网络进行简化处理,实现治疗射束的设置及多叶光栅轮廓的计算。