基于3D Max的校园场景可视化的设计与实现

基于三维GIS技术、3D Max软件平台,利用CAD底图、数码影像等数据实施学校三维景观可视化的操作,以校园办公大楼建模为例,研究基于3D Max创建虚拟校园快捷简便的多边形建模方法,具体描述建筑物三维模型创建的流程,探讨提高模型精确度的方法,为场景可视化、校园漫游、信息查询等提供技术支撑.最后,通过对校园办公大楼建模的具体实例,分析在将矢量数据导入3D Max时应注意的问题,提出利用3D Max实现校园场景建模的优化技术,如纹理技术、实例技术、摄像机技术等,可美化模型外观和提高校园场景可视化的效率,对地理空间信息的可视化等领域具有一定的借鉴作用.     

3D游戏场景绘制和管理的特殊技术

计算机三维游戏动画技术作为计算机图形实时动画技术的一个分支,广泛运用在三维视频游戏中.在三维游戏中的真实感处理与普通的真实感处理不同,游戏中的真实感技术必须以游戏的运行速度为主,在保证游戏运行流畅的基础完成真实感的处理.将围绕三维场景制作和组织的方法,从建模、光照、纹理等方面探究真实感的场景制作和组织技术.     

基于样图的纹理合成技术的研究

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成方法后发展起来的一种纹理技术,在大规模场景的生成以及真实感图形绘制和非真实感绘制、计算机动画等方面具有广泛的应用前景。该文对该纹理合成方法的数学模型进行了分析,对典型算法进行了比较总结。     

基于MRF与纹理特征的图像深度信息估计

提出了一种基于马尔科夫随机场(MRF)模型与多尺度纹理特征的单幅图像深度信息估计方法,该方法采用了Laws滤波器分别对图像的边缘、梯度、点进行滤波,捕捉二维场景图像中不同尺度的纹理能量以获得深度信息的特征.并根据纹理特征在不同尺度范围的不同值,计算出纹理线索与场景深度间的概率关系,在此基础上,构建MRF概率模型.MRF模型通过分析邻域系统和设计迭代准则很好地描述了纹理特征与场景深度之间的关系,最后通过迭代算法获得二维场景图像的深度信息.实验结果表明,该方法对场景深度信息的提取具有较好的效果,对于二维场景图像的场景结构、空间布局的约束较少,算法鲁棒性好.     

基于协方差描述子和LogitBoost的交通场景图像分割

针对传统方法直接采用图像特征参与图像分割时存在的特征冗余且分割准确率低的问题,提出了一种基于协方差描述子和LogitBoost的交通场景图像分割方法.采用运动结构特征、纹理和HOG特征描述交通场景,并利用协方差描述子进行特征融合以消除特征冗余;采用多类LogitBoost分类器进行图像分割,提高了交通场景分割的精度.在公共测试视频数据库CamVid中测试和评估了所提出的算法,结果表明了该方法的有效性.     

一种基于动态纹理的运动场景可视化方法

为实现大规模角色运动场景的高真实感快速仿真,提出了一种基于动态纹理的可视化方法. 使用基于关节点旋转角的动作迁移方法,获取角色的运动动作;使用基于曲线式骨骼的变形方法,实现运动角色变形;将角色运动过程,通过渲染到纹理技术,生成内容可以实时更新的动态纹理;将角色的动态纹理应用到Billboard上,替代运动角色,实现快速绘制;使用GPGPU(General Purpose on GPU)技术加速角色变形和绘制,进一步提高仿真速度. 对于包含1万个角色的大规模场景,可以实现30FPS的实时渲染,实验结果表明该可视化方法能够快速仿真大规模角色的运动场景.     

一种改进的阴影映射算法

使用动态、静态两种类型深度纹理相结合的方法对传统阴影映射方法进行改进.在渲染复杂场景时,对静止物体应用静态深度纹理,对运动物体应用动态深度纹理,计算阴影时两种深度纹理取最小值再与当前深度进行比较.该方法需要在渲染过程中实时监测场景中物体的运动和静止状态,将不同状态物体的深度信息记录到不同类型的深度纹理中.实验结果表明,该方法在复杂场景下渲染速度明显提升,改进了虚拟现实场景渲染的流畅度.     

三维GIS纹理坐标数据管理方法的研究

纹理是建立真实感三维模型和场景至关重要的因素之一,越真实、越复杂的场景用到的纹理数据就越多,如何有效管理这些纹理数据和图像文件,避免冲突,节省显示内存,是三维城市景观需要解决一个难题。针对上述问题,本文就三维GIS纹理坐标数据管理提出了一个可行方案。     

基于小波变换在自然场景视频编码中的应用

自然场景视频的纹理编码是视频压缩应用的一个重要环节。该文在分析了国际视频编码标准MPEG-4中对自然场景这一类视频图像所采用的编码结构基础上,提出了利用小波技术的多层分解特性实现对单视频对象自然场景视频图像静态纹理的有效编码。实验结果表明,它可以获得较高的压缩比。     

基于STK和GIS的航天发射场三维场景仿真技术研究

深入研究了使用STK联合GIS实现航天发射场三维场景仿真的方法途径,阐述了场景对象三维模型、地形高程数据、地表纹理数据、地理信息矢量数据的运用和优化方法,通过具体应用效果展示,表明该技术对航天发射进行三维场景仿真效果逼真、专业性强、前景广阔。     

一种新的红外纹理生成方法

为解决大规模背景场景纹理生成中的问题,结合纹理数据和物理模型,提出一种新的红外纹理生成方法.分析背景红外成像模型,通过建立背景温度模型、辐射模型、灰度映射模型,得到不同天气、任意时段的红外灰度值;利用可见光纹理图像,结合统计方法提取灰度空间分布,合成红外纹理.通过调节合成因子,可以生成具有红外辐射信息又不乏灰度空间变化信息的红外场景仿真图像.实验结果表明:该方法有效解决了实测数据获取困难,复杂建模耗时耗力、计算误差大的问题;生成的红外场景可视化效果大大提高,同时也能真实反映场景24 h温度变化规律.     

基于OpenGL的虚拟环境建模技术的研究

文中讨论了基于几何和基于图像的虚拟环境建模技术,并以此开发出一个虚拟环境的建模系统.系统以OpenGL和Visual C 6.0为开发平台,可方便的进行虚拟场景的建模,并具有光照、纹理映射等真实感增强处理方法.建立的虚拟场景立体视觉效果明显,且兼顾了场景的实时性和可交互性.     

基于Multigen Creator的三维地形应用实现

结合三维建模软件MultiGen Creator2.6的地形数据库模块,分析了三维地形生成的方法和技术.以航天发射场的地形为研究区域,根据航天发射场建模要求较高的实时性、精确性和真实感的特点,分别提出了新的地形源数据（栅格地图）转换方法,总结出了利用等高线带贴纹理的方法,并提出了Polymesh/Irregular Mesh（多边形网格/不规格网格）算法与采样型网格简化算法结合的方法.在此基础上,形成了一套行之有效的三维地形生成应用方案,成功建立了视觉效果较好的三维地形,已应用于航天发射场的三维模拟系统中.     

基于3DS室内模型的虚拟漫游关键技术研究

虚拟室内漫游技术已成为房地产销售的重要手段,长期以来3DS室内效果图得到广泛应用,但基于3DS室内模型的虚拟室内漫游技术鲜有研究。以3DS MAX、VC++和OpenGL软件为平台,对基于3DS室内模型虚拟漫游的几个关键技术进行研究。室内场景建模完全在3DS MAX软件下实现,为实现场景管理对墙体、地面和顶模型进行规划处理,用多边形建模法实现;室内场景管理则基于Portal技术,设计视锥体裁剪算法,实现了实时性漫游;室内漫游采用包围球碰撞检测技术,实现了真实感漫游。     

影像地质编录成果的三维可视化及查询分析方法

在研究及开发影像地质编录信息系统的基础上,基于数字地质编录成果,应用VC 和OpenGL技术,探讨了数字地质编录成果的三维可视化和查询分析方法,并以水电工程地质编录信息需求为例,给出了实现方法.结果表明,该方法对常见岩体工程建模及其地质编录成果三维可视化分析,不仅具有表面纹理映射灵活、场景渲染效果逼真的特点,而且具有同数据库连接方便、与模型对象交互功能强、支持三维空间分析等优点,并可实现岩体工程建模的自动化.     

桥梁三维造型及其视景仿真

研究在计算机上实现桥梁三维造型和视景仿真的关键技术.以面向对象理论为基础,在VC 平台上结合OpenGL图形库开发仿真应用系统.根据桥梁结构的特点,确定以扫描法和参数化特征造型为桥梁模型的主要造型方法,半边数据结构为模型的数据结构.提出设计成果共享的3个层次,基于数据库的设计是共享的最高层次,建立标准构件数据库和常用数据构件库.研究结果表明:仿真系统能实现对场景真实感图形的绘制和实时漫游,为场景增加了材质、光照及纹理等效果;实现了漫游的平移和采用四元组表达的旋转控制.     

将MultiGen/Vega虚拟现实场景用于GIS的研究与实践

利用MultiGen Creator 和 Vega软件平台, 开发出了集三维模型漫游、动态显示于一体的虚拟现实场景,并探讨了将此场景用于GIS的可能性.分析了建立该场景的开发过程,论述了虚拟模型的获得、纹理的处理、AutoCAD和Imagis3.0中模型的转换等技术,同时对Vega中有关自由度控制、碰撞检测、输入控制、文字声音提示信息、地图提示功能、物体拾取等方面进行了编程设计.     

面向时序大数据的数据库性能研究

在大数据背景下,物联网技术的广泛应用产生了大量的时序数据。如何合理选择最适合的数据库来存储时序大数据是一个重要的研究内容。然而现有的数据库性能对比研究没有考虑数据的具体应用场景,缺乏特定场景下的性能对比实验。为了在存储时序大数据时能够从不同存储结构的数据库中选择最适合当前场景的数据库,文章对关系型数据库、本地NoSQL数据库以及公有云NoSQL数据库在燃气大数据的应用场景下进行了定量定性的实验与分析。实验结果表明,相比于关系型数据库,NoSQL数据库更加适合存储时序大数据。然后,进一步提出了针对不同应用场景下时序大数据的数据库选型建议。     

时空背景模型下结合多种纹理特征的烟雾检测

针对复杂场景的烟雾检测准确性低等问题,提出了一种基于多种纹理特征的烟雾检测算法。首先,为了提取出完整的烟雾前景区域,在背景建模时融合了视频像素点的时间和空间信息。然后,在研究和改进局部二值图特征的基础上,提出了3种新的具有高辨别力和鲁棒性的纹理特征,分别为梯度局部二值图特征、多量级局部二值图特征以及局部共生二值图特征。通过提取前景区域局部图像块的这3种纹理特征,利用支持向量机分类器进行分类。最终,通过对3种纹理特征的综合决策检测出准确的烟雾区域。在烟雾图像数据库的测试下,该算法的平均检测出率、误报率及错误率分别为0.978、0.014及0.016,与现有最优算法相比,性能分别提高了0.6%、0.97%、0.83%。大量视频实验结果表明,该算法对复杂场景适应性强,检测准确率高,对比现有视频烟雾检测算法检测率提高了2%~4%。     

驾驶训练场视景模型简化与优化方法研究

从驾驶训练场视景的地形模型与场景模型两方面入手,应用LOD技术、地形转换算法、纹理贴图技术、实例化技术和外部引用技术,研究了模型简化与优化方法,并应用到驾驶训练场视景建模实践中,以节省系统的内存,提高了系统的运行效率.