任意理想导电目标的NURBS曲面建模与RCS预估

少量的NURBS参数曲面足够描述任意目标的几何形状,通过Cox-De Boor变换算法可将任意NURBS曲面拆分为Bezier曲面。针对NURBS曲面目标模型,提出了非常适合于工程应用的目标电磁散射建模方法。该方法使用CAD软件(如UG等)进行复杂目标几何建模,通过其IGES接口传递模型数据;应用驻相法计算Bezier曲面上的物理光学(PO)散射场积分,快速、准确地获得任意复杂目标的RCS;讨论了NURBS曲面目标几何建模及其RCS计算中的关键技术。最后通过算例验证了理论算法和计算程序的有效性。     

基于T样条拼接的彩椒果实可视化研究

彩椒果实表面具有沟痕深、凹凸性强等特征,难以获取曲面造型所需控制点。为克服以上缺点,提出利用T样条无缝拼接的方法进行彩椒果实几何建模。首先根据形态特征将彩椒分为若干片段,利用三维扫描仪获取各片段三维数据点,然后应用NURBS曲面分别建立各个片段的模型,最后使用T样条的无缝拼接算法将各片段组合为完整的彩椒模型,并在VC++和OpenGL平台得到了真实感较强的彩椒果实可视化模型。实验表明,该方法不仅能够拼接片段之间的缝隙,还能极大地增加模型的真实感。     

基于Trimmed NURBS曲面的目标RCS计算

复杂目标RCS(radar cross section)物理光学法(physical optics,PO)计算的最大难点是目标曲面之间相互遮挡关系的确定和消隐处理。首先将任意复杂目标用非均匀有理B样条(NURBS)曲面描述,并通过Cox-DeBoor算法将NURBS曲面拆分为拼接有理Bézier曲面。然后利用Trimmed NURBS技术很好地解决了物理光学积分中Bézier曲面之间的遮挡消隐问题。最后,提出了Trimmed NURBS曲面快速积分新方法,实现了导体目标物理光学散射场的快速计算。数值算例验证了方法的有效性和准确性。     

基于GPU的B样条曲面加速计算

图形处理器(GPU)可编程性能的不断提高使得在三维几何造型系统中出现了越来越多的基于GPU的应用。提出了一个基于GPU片元程序计算B样条曲面的加速算法。通过测试算法在GPU上计算B样条曲面的时间与基于CPU的传统算法相比较,表明提出的基于GPU的加速算法效率明显高于传统算法。同时提出的算法具有良好的易用性和可扩展性,可以应用到Bézier曲面、NURBS曲面等其他参数曲面的加速计算中。     

三维曲面重构与多视匹配技术的研究

自由曲面是制造技术中的关键技术,它广泛用于航空、航天、汽车制造、模具以及服装和制鞋工业等领域。本文介绍了将非接触光学测头用于三坐标测量机(CMM)实现对复杂三维曲面的在线测量。主要研究了如何对采集得到的大量散乱数据进行曲面重构处理,同时采用了一种实用的图像匹配算法实现了多视数据信息的融合。     

五次B-B曲面片构造G1连续曲面重构方法

提出了用五次B-B曲面片构造整体G1连续曲面的计算方法。从G1连续曲面的充分条件推导了控制点的计算方法,并从方向导数的定义出发,通过最小二乘方法拟合已知点处的双变量函数,直接计算已知点的一阶,二阶方向导数来得到控制点的计算公式;分别对曲面片的内部和边界两种情况作了推导;这种方法在保证精度的情况下计算量较之六次B-B曲面片有较大的减少。     

一种有效的等距面构造方法

提出一种构造等距面的方法。该方法为:将基曲面离散成(m 1)×(n 1)个数据点,根据距离为d的等距面的公式,计算得到(m 1)×(n 1)个等距点。然后,应用最小二乘法将这些等距点拟合成Bézier曲面。利用[12]中Bézier曲面快速离散求交的方法,求出顶点Ps(p1p2pl)的折线,可看成等距面的自相交线。反求出这些折线端点参数值,用径向基函数拟合这些参数值,来判断自相交的边界去除自相交。此方法能够快速有效的去除等距面的自相交。     

CT轮廓线数据重构曲面的方法

介绍了基于CT等值面数据的脸部面貌及颅骨的曲面生成方法。区别于传统的蒙皮曲面生成方法,以双三次B样条曲面技术为基础,采用截面数据的重采样,解决了复杂实体在曲面生成时的局部扭曲及数据量过大等问题, 在等值线的曲面造型方法及医学可视化领域具有广泛的应用前景。     

基于Loop细分曲面的虚拟人跑动仿真

细分曲面方法作为一种简单有效的三维造型方法得到了广泛的应用。首先对Loop细分曲面方法进行了简要介绍。然后分析了在造型时Loop细分方法存在使曲面过于光滑的问题，通过对细分规则的修改解决这个问题。最后以逆运动学和动力学相结合的方法，通过应用改进后的Loop细分曲面方法得到了逼真的虚拟人跑动仿真结果。试验结果说明所用方法的可行性。     

双响应曲面方法在改进产品设计中的应用研究

以天津市某橡胶公司轮胎产品设计为对象 ,采用双响应曲面方法对轮胎生产过程中的一个重要质量特征 (胶料硬度 )进行了优化 ,并根据双响应曲面方法设计了试验设计软件 ,试验设计结果找到了达到胶料硬度目标并减少硬度变异的配比条件 .     

Geometrical Modeling by NURBS Surface and RCS Computing by Visualization for Complex Targets

ＧｅｏｍｅｔｒｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇｂｙＮＵＲＢＳＳｕｒｆａｃｅａｎｄＲＣＳＣｏｍｐｕｔｉｎｇｂｙＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｍｐｌｅｘＴａｒｇｅｔｓＺｈｏｕＹｏｎｇ＆ＬｉｕＴｉｅｊｕｎＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅ...     

大射电望远镜馈源精调系统虚拟仿真的研究

提出了通过网络在两台PC机之间实现时控制系统仿真的思想，给出了大射电望远镜馈精调系统虚拟仿真环境的结构和设计思路，并论述了实时控制系统仿真环境的几个主要问题及其实现细节，包括：运动学建模，OpenGL动态建模，网络传输，时域仿真。     

水下地形的构建与可视化

与陆地地形建模相比，水下地形的多分辨率建模是一个逆向的过程，它通过较为少量但非常有价值的数据来建立水下地形的拓扑结构。本文提出了一种对地形原始三角边的参数曲线描述方法，在此基础上根据对原始三角形的兴趣值通过分形的方法进行细化，研究实现了不同细化程度的相邻三角形公共边上的无缝连接，并开发实现了基于OpenGL的水下地形可视化应用系统。     

基于虚拟现实的轧钢实时仿真训练系统

将虚拟现实技术应用于轧钢实时训练系统仿真中,在对轧钢过程进行数学建模的基础上,运用OpenGL图形库,直观快速地再现了轧钢场景,实现了轧钢过程的可视化仿真,为轧钢操作工的训练提供了实时的模拟操作环境。实际应用表明,这种实时仿真技术是一种安全、经济、有效的训练轧钢操作工的方法与手段。介绍了系统的设计思想和总体结构,重点讨论如何运用OpenGL实现建模、仿真及动态驱动。     

三维可控真实感地形生成方法研究

提出了一种基于分形布朗运动的形状基本可控的真实感地形的生成方法.根据地形上少量特征点的三维坐标,将地形的整个平面区域划分成几个三角形,然后对每个三角形,利用改进的随机中点位移法进行三维地形数据的细分与迭代生成.并在PC机上用VC 6.0结合OpenGL编程,将生成的三维地形数据转化为具有真实感的可视化图形.模拟实验结果表明所提出的算法可以方便生成具有真实感、可控性的多峰山脉地形、一般平缓地形、以及复杂的组合地形,较好地解决了传统分形布朗运动对生成地形的形状无法预测和控制的问题.     

虚拟综采工作面场景建模研究

虚拟场景建模是虚拟现实技术中的关键技术之一,虚拟综采工作面场景复杂,模型众多,建模工程巨大。在简化模型的基础上,使用实例技术、单元分割和雾化技术建立几何建模,并进一步举例说明物理建模和运动建模的过程。在虚拟场景开发中利用面向对象编程语言VisualC 6.0及三维图形标准库OpenGL,构造了各种模型,最终建立了虚拟综采工作面系统,实现了场景漫游和交互的功能。     

De Casteljau Algorithm and Degree Elevation of Toric Surface Patches

De Casteljau algorithm and degree elevation of Bézier and NURBS curves/surfaces are two important techniques in computer aided geometric design. This paper presents the de Casteljau algorithm and degree elevation of toric surface patches, which include tensor product and triangular rational Bézier surfaces as special cases. Some representative examples of toric surface patches with common shapes are illustrated to verify these two algorithms. Moreover, the authors also apply the degree elevation of toric surface patches to isogeometric analysis. And two more examples show the effectiveness of proposed method.     

气象雷达降水回波三维成像的应用研究

对OpenGL这一性能卓越的三维图形开发平台的基本绘制原理作了简单介绍 ,论述了基于OpenGL的VisualC ++面向对象软件设计思想 ,着重阐明了以气象雷达终端原始回波数据为数据源的三维成像的数据处理、气象算法、实体建模、图像管理、用户交互等技术的应用以及具体软件实现中各层次结构的相互作用关系 ,实现了气像雷达降水回波三维图形的成像、剖切、旋转等功能 ,并给出了软件生成产品的三维图象应用实例 ,为今后气象分析提供了一种可视化程度高的方法。