三维规则数据场交互式可视化系统的研究与实现

三维数据场可视化是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,其应用非常广泛。本文设计实现了三维数据场交互式可视化系统。该系统中,根据科学计算得到的体数据利用OpenGL绘制出了真实感图形。在体数据可视化的基础上,该系统实现了三维模型的交互式操作,实时生成体数据切片和体数据的等值面并显示。实际应用证明,该系统中所使用的相关技术和算法具有重要的实用价值。     

基于OpenGL的拱坝三维数据场的可视化应用研究

介绍了OpenGL的基本原理和特点,阐述了OpenGL与VC++应用接口的建立方法及其绘制环境的设置。利用OpenGL提供的光照、材质、反走样、融合等技术,实现三维数据的可视化及其三维图形的真实感显示和物理云图的显示。利用VC++及OpenGL中图形的变换功能,实现图形的交互动态显示效果。     

三维不规则数据场的小波多分辨率表示

以体数据场为分析处理对象，着重研究如何应用体小波函数进行任意拓扑结构的三维不规则数据场的多分辨率表示，提出了一种通过数据单元的分割构造三维体小波函数以及相应的分解及合成矩阵的方法，根据这些矩阵可以将数据场分解为低分辨率部分以及一系列细节。该方法适用于具有分割连续关系的不规则体数据场，并能够在多分辨率分析过程中保持拓扑的不变性，同时，还提出了一种将一般三维数据场转化为具有分割连接关系的数据场的方法，     

地应力三维张量场的可视化技术研究

分析和研究地应力弹性二阶张量场的可视化技术。根据对地应力二阶张量的数学分析,得出了地应力场对应于二阶对称张量,导出了二阶对称张量在空间几何学中对应的二次曲面。结果表明,求取对称二阶张量问题可以归结为求取特征值与特征向量问题。解决了同时表示二阶对称张量场空间一点多个分量的难题和沿地应力某一主方向对称张量及二维对称张量的可视化问题。     

VISC的研究概况及发展方向

科学计算可视化（ＶＩＳＣ）是目前计算机图形学中最重要的研究领域之一，它对于加快数据处理速度、观察多种物理现象的本质及控制科学发展的过程等起着很大的作用。本文综述了ＶＩＳＣ的起源和发展、研究内容、算法及显示的流程等问题，提出了今后的发展方向。     

一种基于数据场的图像分割方法与研究

首先对数据场的基本原理进行了简要的概述，并着重介绍了一种基于数据场的图像分割技术，该技术的运用可使得传统的图像分割实现可视化效果，最后从定性和定量的角度对图像分割后的效果进行分析，论证了该分割技术的有效性以及可行性。     

三维地形的可视化研究

根据全球地形高程差资料,运用可视化技术对常用投影天气图底图上的地形信息进行重构,得到了有地形信息的地图投影天气底图;针对三维地形信息重构重,提出了一个三维地形投影算子,设计并实现了算子计算的递归算法,得到真实感三维地形可视化结果。     

MC算法生成数据的分组网格化处理

对MC算法生成的数据进行后续处理,首先采用排序归并算法,归并顶点数据.根据相邻三角形共有顶点的特性,确定三角形之间的连接关系.根据属于同一个子等值面的三角形相互连接的特性,采用种子算法,将属于不同子等值面数据进行分组.采用顶点表与三角形表的数据结构存放子等值面的数据,实现MC算法生成数据的分组与网格化.     

三维地震数据体的切片播放算法

目前三维数据可视化技术已经广泛应用于地震解释中,而绝大多数的三维地震解释,是通过数据体的切片实行的。切片显示步骤是:确定切面多边形、对数据体的重采样和图像合成、切片的图像绘制。并且通常需要对切片实现播放、缩放等操作,此时,对于有限的内存采用传统的方法实现庞大的三维地震数据体的切片播放是相当的困难的。文章提出了一种将三维地震数据进行分块存储及显示的技术,即三维数据的砖块组织结构,并建立了快速索引机制,及砖块结构的调度算法。实验证明,该算法对三维地震数据切片的播放具有实时性及高效性。     

面向全自动三维扫描系统的多视角三维数据自动配准技术

针对利用高精度转台进行配准模型的顶部和底部与模型进行配准时效果不佳的问题, 提出一种面向全自动三维扫描系统的多视角三维数据自动配准方案. 对待扫描模型, 利用单轴高精度转台获取由不同角度扫描的点云数据, 先使用一种快速简单的方法求解转台中轴, 利用中轴将多片点云拼合得到模型主体; 再通过点云包围盒变换, 完成点云的初始配准, 并通过改进的ICP算法完成点云的精确配准. 实验结果表明, 该方法具有较好的操作性和较高的精度.     

基于改进MC和MT算法的CT图像三维重建

MC算法是医学图像三维重建的一种主要技术。传统的MC算法在拓扑结构上存在面二义性和体二义性问题,使得生成的三维图像存在空洞。而MT算法是MC算法的变形,该算法不存在面二义性和体二义性,但计算量相比MC算法更大。本文结合两种算法的优点,对单个立方体先使用MC算法抽取等值面,若不存在二义性,则继续用MC算法处理;否则使用MT算法对该立方体进行处理,并且使用一定的方法消除其带来的剖分二义性。这样既避免了MC算法的二义性问题,又解决了MT算法计算量太大的问题,是一种折中的方案。     

基于网格的GIS空间数据可视化

网格作为面向互联网的分布式计算方式，促生了可视化领域的一个新研究点——面向网格的可视化。文章首先回顾了网格计算的基本概念，指出WEB GIS存在的不足，进而论述了GRID GIS网格服务系统协议结构和网格服务系统框架，提出了基于SOAP消息、以图层为单位的三维空间数据表达方法，通过解析SOAP消息便可得到符合GML规范的二维矢量数据、属性数据、纹理及模型数据，方便软件之间的数据交换和互操作。最后结合实例实现了网格环境下三维空间数据的可视化。     

基于双层启发式遗传算法的三维装箱问题

三维装箱问题是一类组合优化问题,多用于物流运输业的货物装载,具有重要的实践意义。它的最优解受多种条件因素的影响,求解形式复杂且计算量较大,所以常用启发式算法来解决。以空间分割为原则的启发式算法融入遗传算法中并结合二层规划的思想,提出一种基于双层启发式遗传的三维装箱算法。通过双层启发式遗传策略分别对可行解进行广度和深度的搜索来提高寻优效率,从而得到最优的三维装箱方案。在此基础上利用具体算例进行运算和分析,证明该算法在空间利用率和稳定性上都有较好的效果,同时装箱方案可以依托计算机技术进行三维可视化,可为三维装箱问题的信息可视化提供理论依据。     

基于2D图表示原理的模式识别研究开放性问题

在基于多元统计图表示原理的信息融合与模式识别研究取得阶段性成果基础上,给出了可视化模式识别的理论研究框架关联图.基于对理论框架关联图的分析和分解,提出了基于2D图表示原理的模式识别研究开放性问题.这些问题既是需要深入研究的工作,也是完善这个重要理论的基础,对于建立一个崭新观点的模式识别理论具有重要意义.     

基于Markov随机场的三维物体识别算法

为准确识别出三维物体,提出了一种新的物体特征框架,采用密集采样的多分辨率网格来描述物体观测图像的局部特征,引入Markov随机场模型对网格节点之间的几何关系进行建模。不同图像之间的匹配通过最高置信度优先算法实现,以获取两图像各个节点之间的准确匹配关系以及全局相似度。在Coil-100(columbiaobjectimagelibrary)图像数据库上,以100个物体的4、8、18、36个视角的样本为模板,用其他68、64、54和36个视角的样本进行测试,该算法识别率分别为95.75%、99.30%、100.0%和100.0%,识别准确率明显高于文献中的方法,这说明算法在基于观测图像的物体识别领域有着非常好的应用前景。     

多视图几何轻量级三维重建算法

针对现有深度学习三维重建网络内存消耗严重、效率低下的问题，提出了高效的多视图几何三维重建网络(high efficiency multi-view stereo network,H-MVSNet)模型，将原始图片序列和预测的粗略深度图融合，进一步提高最终深度图的质量;构建轻量级的特征提取模块和正则化模块，减少提取冗余度;采用由粗到精的策略，建立高效的深度图细化模块，减少计算量。实验表明，H-MVSNet模型在DTU数据集中的精度误差可达0.327mm，计算一张分辨率为640×480的深度图仅需0.44s，内存消耗可低至2.46GB，显著提高了三维重建的精度和准确度。     

基于scan-buffer三维不规则数据场的直接体绘制技术

针对三维有限元模型不规则数据场的特点 ,在直接体绘制算法的基础上 ,提出了一种基于scan buffer、适合多种有限元单元类型的算法 ,讨论了数据场到密度场不同的映射函数对绘制效果的影响 ,提出了适合于有限元数据场的几种映射模型     

基于场值数据的CSAMT一维全资料反演研究

可控源音频大地电磁CSAMT受发射源的影响,处在近区及过渡区的低频数据一直以来不能利用,仅将远区信号渐弱的高频数据做类似天然场源大地电磁反演,造成了数据资料的严重浪费.直接采用低频与高频的电磁场实部和虚部数据做一维奥克姆带源反演,完全不同于传统不考虑源或考虑源但仅用视电阻率的反演.理论反演研究表明直接利用场值反演,不仅能高效利用CSAMT全资料数据,避免数据浪费;同时也能达到预期的反演效果.     

利用OpenGL实现三维物体形状检测可视化

针对三维物体形状检测数据,提出一种简单、可行的基于轮廓线的曲面重构算法,并在C Builder 6.0开发平台上,利用OpenGL(open graphic library)编程,实现了三维物体形状检测的快速可视化.     

基于ArcEngine三维地形分析和可视化

基于ESRI公司提供的二次开发工具ArcEngine和C#编程语言,阐述了三维GIS的理论、方法及过程,实现了GIS数据的三维显示以及部分三维分析功能。