基于XNA 3D的三维WebGIS系统研究与应用

为了解决存在于三维WebGIS系统中的三维图像旋转困难、三维数据响应慢、互联网访问需要插件、不方便等问题,提出基于XNA 3D技术的三维WebGIS开发模型。采用Silverlight 5中的XNA 3D前沿技术,充分利用该技术处理三维动画的优势,结合三维空间模型和二维空间数据,利用Arc Server技术平台进行系统整合和发布。最后,通过实例验证该技术实现的三维WebGIS系统,有效地解决了三维WebGIS中普遍的技术难题,为三维地理信息技术提供了新的开发模式。     

基于X3D/VRML的三维场景设计与实现

介绍了如何运用新的三维图形技术X3D,并结合VRML及JAVA技术进行基于WEB的交互式三维场景的创建。文章首先分析了人机交互行为的特点,给出了虚拟飞行和导弹发射系统实现的模型,并结合虚拟飞行与导弹发射的工程实例,研究了JAVA对VRML对象控制,及如何在三维图形创建中利用X3D技术,结合实例分析了X3D技术的优势。     

基于X3D的动态交互式虚拟社区技术研究

三维虚拟社区具有强大的功能和广泛的商业价值,是虚拟现实技术的应用之一。X3D是新一代互联网3D图形规范,为构建基于Web的3D应用提供了解决方案。本文从虚拟场景建模、动态交互的实现技术和虚拟场景优化三个方面讨论基于X3D构建动态交互式虚拟社区的技术。     

虚拟展示/定制中动态交互的设计与实现

X3D语言不具备与外部交互的能力,为实现虚拟展示和定制过程中的动态交互功能,提出一种X3D场景与外部动态交互的方法。基于这种方法设计一个基于X3D的家具展示／定制的原型系统,实现系统的动态交互功能。为三维虚拟电子商务提供一种可行的实现方法,具有一定的商业价值。     

XML和VR技术在GIS中数据互操作设计与实现

GIS互操作研究是当前地理信息系统研究的热点,介绍了GIS与VR之间数据互操作技术;提出了基于XML和VR技术相结合的虚拟GIS可互操作模型,具体阐述了XML在虚拟GIS中信息共享的扩展及数据互操作应用,采用X3D编码虚拟地理数据可以较好地实现虚拟GIS数据的互操作,最后设计并实现了虚拟GIS原型系统,测试表明该原型系统较好地解决地理信息共享与互操作问题。     

基于游戏引擎的三维虚拟漫游系统实现

三维虚拟环境漫游是虚拟现实技术应用的基本方向之一,具有重要的研究意义与应用价值。基于成熟的游戏引擎技术,提出一个具有较强通用性和可扩展性的三维虚拟漫游系统开发框架,并从3D场景快速构建、3D场景实时绘制、高级视觉特效生成和基于物理的场景模拟等四个方面详细介绍了该框架的关键技术实现。通过对系统原型的测试表明,采用该开发框架所构建的三维虚拟漫游系统可在一般的普通主流PC机上达到较好的性能和表现效果。     

实时交互式虚拟EAST系统

实时交互式虚拟EAST(全超导托卡马克)系统能够三维重现EAST装置,在线获取EAST实验工程数据,实时显示等离子放电位形等三维物理实验成果。该系统采用B/S(浏览器/服务器)结构框架,结合了VRML(虚拟现实建模语言)和Java3D两种虚拟现实技术。利用VRML建立EAST三维仿真模型,结合Java3D实现用户与场景的交互,最终实现一个实时、动态的三维物理实验系统,从而推动EAST实验的进行。     

基于Unity3D平台的三维虚拟城市研究与应用

针对三维虚拟城市系统在高逼真度、强交互性和高精度等方面的不足,提出基于Unity3D平台的三维虚拟城市的实现方法。首先通过三维地形的数据采集和坐标数据统一,实现三维模型的建立和导入,纹理数据的建立和导入。在此基础上结合三维引擎Unity3D平台,实现三维模型数据与二维空间数据整合、三维虚拟漫游、三维物理效应仿真等。该系统采用了真实的数据进行实验,证明了采用该三维虚拟技术很好地满足三维虚拟城市系统的各项指标,并且实现效率高。     

与Web Services结合的三维虚拟漫游系统

针对当前三维技术领域技术繁多、数据规范不统一的问题,提出了一个面向网络应用的,具有良好兼容性和扩展性的三维虚拟漫游系统平台。该平台通过用WebService封装服务器的接口,以及采用X3D作为三维数据描述格式,以达到跨网络平台,数据共享和应用集成的目的。     

基于Cult3D的交互式虚拟内耳显微解剖

Cult3D是一个实现基于普通电脑的交互式人体结构三维显示的有效平台。在对内耳结构三维数据处理的基础上，使用Cult3D Designer编辑器，采用组织事件、动作与对象的关联的编程手段实现了对内耳三维对象的复杂交互动作控制，完成基于普通电脑的交互式虚拟内耳显微解剖浏览系统。     

基于XML的开放式WebGIS研究

首先对目前WebGIS中所存在的问题进行了深入分析,指出开放式WebGIS是今后发展的方向,并应用XML技术对开放式WebGIS所涉及的两个重要方面(数据互操作与功能互操作)进行了探讨和研究。在上述研究的基础上提出了一个完全基于XML的开放式WebGIS整体解决方案,并基于该方案设计,完成了一套原型系统。最后,利用该原型系统完成了几个对分布式异构地理空间数据进行集成处理的实验,验证了该方案的理论正确性和技术可行性。     

基于X3D／XML的组件式3维WebGIS平台：Geo-SD SHIP体系结构研究

鉴于数据提供者与数据需求者之间的矛盾是促使WebGIS产生、发展的直接动力，为此围绕着在Web环境下如何以3维空间可视化方式来实现地理空间数据共享与互操作的问题，以X3D／XML数据流作为不同结构的地理空间数据之间联系的桥梁，建立了一种新的组件式WebGIS体系结构——Geo-SD SHIP（Geo-Spatial Data Sharing and Handling Integrated Platform）。为了更好地阐述基于X3D／XML的组件式3维WebGIS平台的有效性、可行性，首先对Geo-SD SHIP体系结构组成及其特点进行了深入的阐述，并给出了Geo-SD SHIP体系结构框架图；接着，详细介绍了基于X3D／XML的Geo-SD SHIP体系结构中各组件实现的关键技术，如Web-3D虚拟地理场景的创建、用VC＋＋．Net和ArcObjects来构建X3D／XML数据转换组件和GIS空间分析组件，以及用VC＋＋．Net结合OpenGL图形函数库来实现X3D／XML数据解析组件等；最后，举例说明了Geo-SD SHIP体系结构的数据转换服务请求／响应过程、数据需求服务请求／响应过程，并通过在国家自然基金项目和中国科学院知识创新工程重要方向性项目中的成功应用，证明了Geo-SD SHIP体系结构的有效性和可行性。     

基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术研究

针对现有3D WebGIS系统矢量数据三维可视化在渲染速度与渲染效果方面存在明显不足的问题,利用新一代Web三维绘图标准WebGL的优势,研究了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术,提出了在水平方向与垂直方向上进行矢量数据渲染优化的方法,并在此基础上开发了基于WebGL的矢量数据三维渲染原型系统,对渲染方法与渲染效果进行了验证,证明了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染方法的可行性与有效性。     

基于可扩展规则库的X3D场景编辑器设计与实现

可扩展性是X3D规范的重要特性,而现有的X3D场景编辑环境都不提供面向用户的对规范扩展的支持.基于可扩展的X3D规则库,提出一种可扩展的X3D场景编辑器,编辑器由X3D规则数据库、浏览器类库和编辑器框架组成模块化的开放式体系结构,可实现对包括内节点和原型节点扩展的X3D规则扩展的完整支持.分析系统体系结构,并重点探讨规则库的组织及实现、节点扩展的归一化处理、场景信息转换及X3D编码转换等关键问题.     

基于3D动画的软件演化信息可视化

可视化是软件维护和演化研究的一个重要组成部分。一个交互式的3D可视化方案能够将软件演化过程更形象地展示给用户。将软件的演化历史比拟成一座城市的发展过程,用户可以自由地在城市中移动,在把握系统宏观变化趋势的同时,很好地掌控其细节的发展情况。在已有相关工作的基础上,利用unity3D实现了一个原型工具,基本实现了预期目标,能为软件管理者提供方便的可视化信息。     

Real-time video-based modeling and rendering of 3D scenes

Our work targets 3D scenes in motion. In this article, we propose a method for view-dependent layered representation of 3D dynamic scenes. Using densely arranged cameras, we've developed a system that can perform processing in real time from image pickup to interactive display, using video sequences instead of static images, at 10 frames per second. In our system, images on layers are view dependent, and we update both the shape and image of each layer in real time. This lets us use the dynamic layers as the coarse structure of the dynamic 3D scenes, which improves the quality of the synthesized images. In this sense, our prototype system may be one of the first full real-time image -based modelling and rendering systems. Our experimental results show that this method is useful for interactive 3D rendering of real scenes     

VRML在三维动态交互地图可视化中的实践

针对三维动态交互地图的可视化问题,探讨了VRML的技术特点及其在解决三维动态交互地图可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用Visual C^ 与VRML 2．0相结合进行了三维动态交互地图可视化的初步实践,取得了成功的应用。该工作主要集中在：（1）通过北京门头沟地区地形的可视化,探索了VRML表达较大数据量数字地形的能力;（2）开发了三维动态交互地图可视化的原型系统,并在北京人口变化可视化中进行了应用。     

基于X3D的三维用户界面组态引擎设计

传统组态软件二维用户界面仿真度低,不能直观反映工业现场生产情况,针对该问题设计并实现了基于X3D的组态软件三维用户界面组态引擎.介绍了三维用户界面组态引擎的系统架构以及使用该引擎进行场景组态时的流程;基于X3D建立了三维场景对象库,并建立对象之间的关联作为场景组态的约束关系,利用其加快场景组态过程;使用XJ3D图形工具包实现了该引擎的原型系统.实验证明该引擎组态简便,使用其组态生成的三维用户界面具有较好的仿真效果.