具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法

为提升磁性纳米粒子三维成像和重构速度,降低三维重构对采样投影数据完备性要求,针对含噪声投影数据三维重构优化问题,本文提出了一种具有噪声鲁棒性的三维磁性纳米粒子成像快速重构方法（noise-robust 3D sparse sampling magnetic particle imaging,3D NRSS-MPI）. 该算法通过求解一个由MPI投影成像正向模型l₂范数和稀疏正则约束建立的凸优化问题实现3D MPI图像重构. 模型不受MPI扫描轨迹限制,为不断发展的MPI新技术提供了普适性的基础模型;建立的三维全变分稀疏算子（3D total variation sparse operator, 3D TV Sparse Operator）利用MPI先验信息提升含噪MPI投影数据三维重构的鲁棒性,且可以进行无矩阵运算,大幅提升了运算效率. 通过点源和冠状血管模型成像实验表明,在1/4欠采样下,本文3D NRSS-MPI方法可以有效消除重构图像星状伪影,获取较高的图像信噪比,同时冠状动脉重建结构相似性超过0.701,可以准确地对欠采样、有噪声的MPI数据进行快速而稳健的重建,有效缩短了4倍成像和重构时间.      

基于Direct3D的虚拟三维场景漫游系统实现

Direct3D是微软公司提供的,专门用来处理3D绘图并利用3D指令来加速显示的API函数包,可用来开发实时、高效的三维应用。本文给出了基于Direct3D的虚拟三维场景漫游系统的组成和主要部分的实现,并对系统实现中的关键技术碰撞检测做出改进。     

300年间“酷生活”

<正>登陆火星,"移民"到未来,在不同时空间穿越……下一个300年间,科技将带来哪些"酷生活"?10年后:触摸空气中的"你"我们经常可以在科幻电影中见到一种三维的全息通讯技术,可以把远处的人或物以三维的形式投影在空气之中,就像电影《星球大战》中的场面。而10年后,三维全息虚拟技术将进入生活,它可以最真实地还原每个场景,使人们可以实现"面"对"面"的交流。     

立体投影光学引擎的研究

立体投影显示是三维(3D)显示中较成熟的一种技术,应用前景广阔。文中介绍了立体投影显示技术的光学引擎成像原理,阐述了DLP(digital light processing),LCD(liquid crystal display)和LCoS(liquid crystal on silicon)3大类立体投影光学引擎结构的特点,分析了影响立体效果的原因并提出了改善方法,最后对各种立体投影显示技术做了性能评价和应用展望。     

基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为

针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔的触觉行为.首先,采用一种弯曲弹簧振子模型来构建3D画笔的力学模型,并分析虚拟画笔实时变形与承受的绘制力之间的内在关系;接着,基于一种加权平均距离的碰撞算法,研究虚拟画笔与虚拟3D物体之间的碰撞检测问题;采用一种球扩展操作以获得弯曲画笔的最小包围球,进而计算得到虚拟投影平面;根据在一个采样点处的画笔变形,得到虚拟投影平面上的二维笔触;通过将二维画笔笔触实时地映射到三维对象表面,便可以得到三维笔触;沿着三维绘制方向,通过控制绘制力矩并叠加不同大小、形状的3D笔触便可得到3D笔道.仿真对比实验结果表明,所采用的画笔模型及方法可以有效增强用户虚拟绘制时的真实性.     

基于序列视差图像的全息立体显示方法

通过获取的序列视差图像，用计算全息与图像处理技术产生了一个全息立体图的显示．在计算全息中采用了基于衍射的光栅条纹生成方法，将视场分为连续的8个区域，每个区域由一个空间频率不同的基本条纹衍射生成，利用迭代算法计算了基本条纹函数．然后对序列视差图像经过二维离散处理，通过光场投影与几何光学成像法，转换到一张全息图上，由包含8个基本条纹的全息素衍射生成序列视差全息图像．从而使观察者获得三维感的立体图像，并给出了实验结果．该算法为基于照片的全息立体图的生成提供了新的方法．     

3D全息成像技术或许能够突破实时传送

看过《星球大战》的观众会对其中角色可以与等身大小的图像交谈互动的场面印象深刻,它类似一种立体的影像投射,其介质就是空气。这就是从全息技术——利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实3D图像的手段演化而来的。而最新问的近乎实时传送水平的3D全息成像技术,即“全息网真”,     

三维全息影像成像原理和产品探析

本文首先介绍了传统三维全息影像技术和数字三维全息影像技术的产生和变革,分析了数字全息影像的优点,简单介绍了传统全息影像和数字全息影像的成像原理,然后研究了目前市场上的主流全息影像产品,最后对三维全息影像产品的走势进行了讨论和分析。     

江苏技术项目展示

立体广告图像成像装置 项目简介:本装置可以得到比较理想的观察效果,例如在250W的卤钨灯45度光束的照射下,以不小于10cm~2的激光全息图版为显示对象;在白天看到明显的立体图像,在略暗的环境下观察更佳,如果光源更强,所显示的二维或三维立体图像就会更清晰,在白天和晚上均能清楚地看到,如果将二维和三维的图像组合在一起,共同成像到全息图版上,制成2D+3D组合全息图像,则照亮此图版后,空中就再现2D+3D的组合全息图像,此图像是平面图像和真正立体的图像在空中的组合。由于有此效果,用激光产生的图像既新     

利用CAD与3D Max技术生成校园三维场景的制作

目的制作一个虚拟的校园三维场景。方法采用Ki-nect的RGB深度摄像头获取图像,结合去噪之非局部均值滤波算法,对获取的校园图样进行去噪处理。借助CAD与3D Max技术研究去噪精度对生成的高校校园三维场景的作用。结果利用CAD与3D Max技术实现了三维场景的制作。结论应用CAD与3D Max技术生成并制作的虚拟校园三维场景具有整体性、多层面和稳定性等优势,为进一步建设数字化校园工程提供了技术保障。     

数字航空博物馆三维场景的构建

讨论了如何运用新的三维图形技术X3D和Java3D技术进行基于Web的交互式三维场景的创建。给出了数字航空博物馆三维场景构建的系统结构，然后讨论了X3D在航空博物馆虚拟飞行和导弹发射系统中的应用，结合实例分析了X3D技术的优势和Java对X3D对象控制；最后针对飞机虚拟拼装的实现，阐明基于Web的Java3D技术的应用。     

基于全息技术的防灾4D交互设备设计

分析防灾性设备的发展现状,探索其在交互设计及用户体验上的不足。探讨全息技术下的防灾方式的交互性、真实性及实用性,从而提出适应防灾教育的交互模型及全息4D交互设备范例。通过对灾害情景的特征分析,构建灾害情景下的人、环境、物体的动态发展状态。并以叙事性设计为基础,设计灾害体验的交互逻辑构架,提出防灾的交互流程模型和全息情景下动态灾害场景的构建要素。并以地震为例,设计以全息投影技术为核心的"情景-应对"式防灾4D交互设备。防灾设备设计中应充分考虑非常规突发事件中事物的动态变化。利用全息投影技术及交互设计,能够构建具有反馈调节的灾害场景,实现可交互式的灾害实景体验,获得有效的防灾实践经验。     

Java3D和VRML在家纺产品三维虚拟漫游模型中的应用

Java3D技术是Java语言在三维图形领域的扩展,是一组应用编程接口(API)。利用Java3D提供的API,可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。VRML(virtual reality modeling language虚拟现实建模语言)是一种三维造型和渲染的图形描述语言,通过创建一个虚拟场景以达到现实中的效果。本文研究的是利用Java3D技术建立三维户型,利用VRML建立三维家纺模型,并对家纺面料进行替换,这些是最终形成三维虚拟漫游模型的前提。     

基于全景3D透视定位的配网架空通道防护研究

为了更形象、直观地反映配网架空通道内经济作物、周边移动作业、勘查设计的全景式3D透视探测定位接收断面信号,并将连续捕获越限值进行断面扫描,得到预警清障的三维数据,再采用架空线路最低弧垂投影算法直接在3D断面进行限位提示,得到了纵向越限、生长期和修复的3D重构图像。由实验结果表明,通过该方法构建的3D图像与场景十分吻合,分辨率较高,对比度较好,为以后遥传系统传输的3D成像监测提供一定的技术支持。     

用音乐和创新编织UGC文化的天际

正随着全息投影、AR等技术的日新月异,虚拟歌手渐渐走入人们的眼帘。虚拟歌手并不是真实存在的歌手,而是在电脑上用音乐软件制作的歌手。在邻国日本,早有以"初音未来"作为代表的虚拟歌手,它的成功也推动了音乐合成器程序的快速发展。此外,虚拟歌手也是UGC文化的体现,UGC即用户原创内容,是伴随着以提倡个性化为主要特点的Web2.0概念而兴起的。它并不是某一种具体的业务,而是一种用户使用互联网的新方式,即由     

媒体纵览

<正>科技生活"星战"全息影像可由电脑实现科幻电影《星球大战》中的移动全息成像可通过笔记本电脑来实现,美国麻省理工学院的科学家基于最新创新技术,实现低成本、高分辨率全息影像。当前移动全息图像投影系统成本较高,并且存在着严重的局限性。主要的问题在于空间光调制器,它能够在三维空间中直接投射光线形成点,此外,当前技术、显示尺寸关键因素、可视角度、帧频和图像深度都受到限制。麻省理工学院的工程师研制出一种新型空间光调制器,克服了以上问题。科学家使用这种技术制造了一种全息监控嚣,除了光源之外,设备成本不足500美元。全息投影仪能使观众从各角度获得不同透视效果。(来源:《科技生活》总第3436期)     

基于ShockWave3D的Web虚拟现实技术研究

Shockwave3D是MacroMedia 公司出色的三维引擎,但国内对其研究很少.利用ShockWave3D可以方便实现虚拟现实应用,尤其是Web3D应用.使用Director多媒体开发工具以及Lingo开发语言,可以对虚拟现实应用进行深入的交互控制.文中分析了ShockWave3D虚拟现实应用的结构和技术特点,并对其中的漫游和碰撞检测部分进行了深入的探讨.     

全息投影和体感交互在实践教学中的应用

传统的高校实践课程受到教学设备和教学场地等因素影响,教学效果较难全面把控。将虚拟现实引入实践教学中,结合全息投影与体感交互技术,以工业设备中的水泵为例,搭建了基于全息投影的虚拟水泵教学系统,嵌入了Kinect体感交互设备,实现了手势交互的虚拟教学场景切换功能。实践证明,该系统在实践教学过程中能部分解决由于场地限制导致学习效率低的问题。     

基于三维CAD的机械制图课程改革中的习题配置

工程设计现在已发展到全数字阶段,能使设计、制造一体化过程得以实现的核心是三维实体模型,二维投影图已满足不了形势发展的需求.因此,基于三维CAD绘图技术,我院开展了机械制图课程"3D实体教学法"的教学改革,其思路一是直接从3D实体图形开始学习,而不是传统的从投影概念、2D投影视图开始学习,二是以3D实体造型而不是传统的以画法几何作为教学的基本核心.在此基础上,提出了一种以"使学生成为自主学习者"为目标,突出"三维"和"设计"新思想,在习题配置这一环节上所进行的配套措施,以此来深化教学改革.     

环氧沥青混凝土裂纹发展的三维可视化离散元模拟

为了在三维尺度下描述环氧沥青混凝土的裂纹发展行为,运用离散元程序PFC3D内置"Fish"语言,重构了环氧沥青混凝土非均质(集料、砂浆和空隙)多层次(矿料级配)结构三维虚拟试件,对虚拟试件微观组成成分之间的接触赋予了相应的微观接触模型,采用离散元方法实施了单边切口小梁虚拟三点弯曲试验,追踪并演示了微观裂纹的衍生发展全过程,并与室内数字摄像法捕捉的试件表面裂纹发展进行对比.研究结果表明:虚拟试验得到的宏观断裂力学响应与室内试验结果的吻合度较好,且虚拟试验结果的稳定性更优;三维离散元方法可以较好地模拟环氧沥青混凝土弯曲断裂过程中裂纹起裂与扩展行为,弥补了二维方法部分缺陷;基于离散元程序的追踪裂纹三维发展的模拟方法,可以作为研究沥青混凝土材料断裂特征的辅助手段.