利用OpenGL实现屏幕坐标与世界坐标的相互变换

屏幕坐标是二维坐标,世界坐标是三维坐标,在计算机图形处理中,两坐标系间的相互变换是必不可少的。OpenGL是近年发展起来的一个性能卓越的三维图形工业标准,有着强大的图形功能和良好的跨平台移植能力。利用OpenGL的成像原理以及深度缓存信息技术,实现了屏幕坐标系与世界坐标系间的变换算法,具有通用性,已应用于建立虚拟腧穴三维模型的研究课题中。经验证,算法简单快捷,达到课题对于坐标变换算法的速度、精度的要求。     

三维图形系统中两种坐标系之间的坐标变换

用图形组合变换、矩阵求逆的方法推导出了世界坐标系与局部坐标系之间的坐标变换。局部坐标系列世界坐标系的坐标变换可用于简化三维绘图，而世界坐标系到局部坐标系的坐标变换可用于产生透视投影。     

基于坐标系变换的三维声源定位算法

采用基于声达时间差（TDOA）的声源定位技术,给出了一种基于坐标系变换的三维声源定位算法,该算法弥补了以往算法繁琐、计算量大、定位不准确的缺点.将一个人为设定的坐标系转化为特定的坐标系,使得在原坐标系下处于任意位置的4个麦克风的坐标转化在新坐标系下具有一定自由度的特定3点的坐标和另一任意点的坐标,并在此新坐标系下快速计算出目标声源的坐标,从而确定声源的实际位置.将实际测量的声源位置与算法的计算结果进行比较,结果表明了该算法的有效性和实用性.     

动态加权在激光跟踪仪球坐标整合中的应用

大尺寸空间三维坐标测量的坐标整合算法直接影响着移站测量精度,通过分别对笛卡儿坐标系和球坐标坐标系下坐标整合算法的分析,提出了HVD动态加权的球坐标系转化算法.实验结果表明,球坐标系下的动态加权算法与笛卡儿坐标系下的等权算法相比,坐标转换精度有一定的提高.     

基于空间变换的无缝石油井管道的绘制

论述了局部坐标和世界坐标之间转换关系,提出了基于三次空间变换生成的无缝石油井管道绘制方法,并且推导出局部坐标和世界坐标的转换公式.最后利用OpenGL实现了整个石油井三维模型模型的无缝绘制.     

基于二维图像的三几何参数测量研究

针对目前二维图像测量三维几何参数时,环境因素影响大、拍摄角度受限、测量不准等问题,提出一种基于单相机标定图像,通过坐标系变换矩阵来实现测量三维参数的方法。首先借助图像标定物获取二维图像,运用图形辅助计算工具对二维图像进行处理,然后利用单应性转换法对相机标定,最后根据坐标转换关系推导出的计算公式求出图像对应的三维坐标信息。实验结果表明,测量误差小于3%,满足一般测量精度要求。     

应用OpenGL开发参数化机构运动仿真系统

将OpenGL技术应用到三维机构仿真研究中,是开发三维运动仿真软件的代码基础,同时也是自主开发三维CAE软件的图形学基础.在VC 的MFC编译环境下,应用开放的OpenGL图形数据库,开发基于OpenGL技术的参数化三维机构运动学仿真平台.系统阐述了OpenGL的工作原理、工作流程,应用Open-GL技术进行仿真软件系统开发的基本原理以及三维机构运动仿真在VC 平台下的实现方法.     

基于二维图像的三维几何参数测量研究

针对目前二维图像测量三维几何参数时,环境因素影响大、拍摄角度受限、测量不准等问题,提出一种基于单相机标定图像,通过坐标系变换矩阵来实现测量三维参数的方法。首先借助图像标定物获取二维图像,运用图形辅助计算工具对二维图像进行处理,然后利用单应性转换法对相机标定,最后根据坐标转换关系推导出的计算公式求出图像对应的三维坐标信息。实验结果表明,测量误差小于3%,满足一般测量精度要求。     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

从文本文件读取控制点实现在OpenGL中绘制曲线

介绍了在VC++中读取文本文件中数据的方法,实现了在OpenGL下应用所读取数据点作为控制顶点坐标,绘制Bezier曲线和B-Spline曲线的算法,并搭建了一个小型三维绘图软件环境框架.     

三维地质模型可视化中直接三维交互的实现

人机交互是可视化系统中不可缺少的组成部分，三维交互的技术关键是建立屏幕二维坐标与三维空间坐标的对应关系．基于改进三棱柱3D地质模型，在其可视化过程中采用几何变换方法，并借鉴OpenGL的选择、反馈等技术，实现了矿床地质模型的直接三维交互操作，提高了3D地质建模软件的易用性与灵活性．     

窗口到视口的直观匹配变换

论述了在计算机图形变换中,世界坐标系的图形在设备坐标系显示出来时的转换过程,即用直观变换方法获得代数匹配法相同的结果.     

可视化技术在钢坯温度场监控中的应用

介绍了钢坯温度场的可视化技术应用.论文中利用OpenGL完成三维图形的绘制,并实现OpenGL ActiveX控件,提高了应用的灵活性.     

基于三次样条插值的参数化三维人台仿真模型的建立

通过测量标准人台,获取人台三维数据,利用OpenGL 和VC 进行三次样条插值计算,获得型值点间的插值点三维坐标.应用OpenGL建立计算机三维人台模型,并实现参数化控制,获得不同体形和尺寸的人台模型.该方法建立三维人台模型方便、快捷,模型较为逼真,能够较好地反映出不同人体的体态特征,为服装三维CAD提供良好的平台.     

OpenGL及其在VC++下的开发应用

OpenGL是功能强大的开放式图形库.介绍了OpenGL的基本概念以及在Windows NT下的运行机制,阐述了实现VC+++和OpenGL图形接口主要的两步工作是像素格式设置和关联DC(Device Context)和RC(Rendering Context).在VC++下通过创建工程并加入支持OpenGL的连接库和头文件、设置OpenGL支持的Windows窗口风格等,从而构建图形开发环境.并通过一个立方体透明变换的例子和一个应用实例,详细说明了OpenGL的绘制方法.     

混合坐标下的卡尔曼滤波应用于水下被动目标跟踪

针对下水下被动目标跟踪数据率低、跟踪误差大的特点和难点,研究了混合坐标下的自适应推广卡尔曼滤波算法,并将其应用于水被动目标跟踪估计器设计,该算法充分应用了直角坐标系下动态方程的线性特性和极坐标系下测量方程的线性特性,针对两坐标系间协方差矩阵变换的近似,引入了虚拟噪声进行补偿。通过系统的MonteCarlo仿真结果表明：该算法在收敛速度和估计精度方面都优于单一坐标体系下的滤波算法。     

从文本文件读取控制点实现在OpenGL中绘制曲线

介绍了在VC 中读取文本文件中数据的方法,实现了在OpenGL下应用所读取数据点作为控制顶点坐标,绘制Bezier曲线和B-Spline曲线的算法,并搭建了一个小型三维绘图软件环境框架。     

基于MFC的OpenGL纹理贴图技术

OpenGL是一个开放的三维图形软件包,而Visual C+ +是目前主要的OpenGL开发工具.本文简要介绍了OpenGL的纹理贴图技术及其在MFC中的基本操作步骤.并通过最后的实例验证了纹理贴图技术在绘制真实感图形中的必要性.     

基于小波滤波的JPDA算法多目标跟踪

研究了一种基于地心坐标的多机动目标跟踪算法,将雷达站的坐标通过地球坐标系转换成地心直角坐标系,得到新坐标系下的数据,利用小波滤波的Matlab算法对坐标测量转换的数据进行分解,将分解得到的测量数据用于机动目标的状态更新,利用JPDA算法将三维坐标进行数据关联,分理出多个目标的飞行航迹,并与小波滤波相融合,得到多目标飞行器各自的飞行轨迹.仿真结果表明,该JPDA与小波滤波融合的算法跟踪性能良好,可以将多目标数据分离,且计算量偏小.     

一种基于向量运算的虚拟挖掘机行进仿真算法

针对虚拟环境中挖掘机在颠簸工作面上如何行进问题,提出了一种基于向量运算的行进算法.该算法充分利用向量性质与特定坐标系无关的特点,通过一次升降,最多两次旋转的方法完成姿态调整,最后从向量中提取平移矩阵和旋转矩阵,完成图形变换,从而减轻了图形渲染的计算量,提高了仿真的实时性.算法已在实际软件项目中得到应用.