基于TIN的三维地质模型栅状图的司视化方法研究

三维地质模型的栅状图可视化方法研究是正确认识地质结构和构造复杂性的一种重要手段.本文提出一种栅状图生成方法首先针对不规则散点数据,应用基于格网划分的自适应分割-合并算法进行Delaunay三角剖分,快速高效地实现了三维地层三角面片的曲面重建在此基础上,对栅状图生成过程中需要进行的追踪三维体层剖切线、层间剖切线缝合等关键问题进行了探讨,并对其中的点定位算法进行了优化,有效提高了栅状图的生成效率.     

三维地质结构模型的切割分析技术及方法

为了清晰地展现模型的内部细节，需要对三维地质模型进行剖切、开挖等分析处理。该文基于空间三角网切割算法TriCut，提出了单个块体的平面剖面生成算法，该算法可实现任意形状的复杂块体的平面剖面的自动、快速、准确的生成。根据该算法实现了地质模型的任意切割分析功能，包括生成剖面图、栅状图等可视化的图件以及基坑开挖、隧道模拟等功能。     

三维点集Voronoi图的算法实现

对现有三维点集Voronoi图的生成算法进行深入研究，提出并实现由Delaunay三角剖分构建Voronoi图的算法．首先采用随机增量局部转换计算Delaunay三角剖分，然后再根据对偶特性构建Voronoi图．该算法健壮性很高，适用于处理各种非完全共面三维点集．     

基于圆形参数域和重要性采样的三维模型网格重建

给出了一个基于参数化和重要性采样的网格重建算法.算法搜索一条切线将三维模型表面切分成一片碟形表面,并将其参数化到二维单位圆中.根据模型的曲率信息和参数化的扭曲度生成一张控制图.利用蓝噪声采样算法对用控制图调制后的采样密度采样得到离散采样点.通过对采样点进行平面三角化并将其映射回三维空间实现了三维网格重建.实验证明,该方法有效地改善了参数化的扭曲度,并能得到具有自适应性的高度规则网格.     

基于SVG的栅状图绘制系统设计和实现

栅状图在进行地层对比和综合解释方面有其独特的作用.为在Web网页上动态地绘制栅状图,根据栅状图绘制系统的需求,研究了栅状图生成算法,并设计了栅状图绘制系统模型.利用Ajax异步获取数据时无需刷新页面的特点以及SVG对脚本语言的支持,增强了栅状图的动态性和交互性.采用B/S模式,服务器响应客户端的实时请求动态绘制SVG格式的栅状图.与传统图片在网页上加载缓慢的情况相比,该系统能够同时降低网络数据传输量、减轻服务器的负担,有效地提高栅状图绘制系统的响应速度.     

人脸特征约束点的三维表情合成*

针对目前很多三维表情合成算法计算量大、方法比较复杂、真实感不强的特点,结合人脸分布特征,提出了一种基于Delaunay三角剖分的三维表情合成新算法。该方法通过对人脸特征点集的快速三角剖分避免了病态三角网格,有效提高了合成后人脸表情的真实度,降低了算法复杂度。大量实际人脸表情合成的实验结果表明,该算法通过少量的特征点生成的三维人脸表情更加真实,可有效快捷地合成各种真实的人脸表情。     

三维限定Voronoi网格剖分细化算法

针对分段线性复合形约束条件下的三维限定Voronoi剖分问题,提出一种细化算法.首先证明了分段线性复合形中的元素在最终生成的三维限定Voronoi网格中可表示为Power图结构;受此启发,提出了对限定线段平面片分别进行一维二维Power图细化以实现三维限定Voronoi 网格生成的细化算法,并且证明了该算法对于任意分段线性复合形收敛.最后通过实例验证了文中算法的有效性.     

用随机增量局部转换算法实现三维点集的Delaunay三角剖分

Delaunay三角剖分作为计算几何中的一个核心问题,尤其适用于三维网格生成.因此就需要开发出高效、健壮性的算法来实现.本文在原有算法的基础上提出了随机增量局部转换的算法来实现三维点集的Delaunay三角剖分.采用不退化的四点生成最初的三角剖分,每次加入一点,通过局部交换使新的三角剖分保持Delaunay性质,直到处理完所有点.还讨论了局部交换的思想和对不同面类型的处理方法,给出了两个剖分实例.     

二维点集三角剖分的动态生成与修改

本文在已有算法的基础上提出了一个二维点集三角剖分的动态生成与修改算法。当点逐个增加或删除时,只需进行局部剖分即可保证整体三角剖分符合Delaunay性质,对点的插入位置及删除顺序未加任何限制。本文还给出了关于这一算法正确性的证明及算法复杂性分析。 本算法可应用于二维点集一阶Voronoi图的动态生成与修改,其基本思想可以扩展到三维空间。     

一种快速三维散乱点云的三角剖分算法

改进了一种三维散乱点云三角剖分算法。三角剖分是点云数据曲面重构的主要算法之一,但针对三维散乱点云的三角剖分存在剖分效率不高,剖分得到的三角曲面形状无法控制,细节特征表现不足的问题。提出了基于空间栅格划分的三角剖分算法,并提出了一个新的评价函数,以控制三角网格曲面的生长。实验证明,改进后的算法极大的提高了剖分效率,而且能保证最终生成的三角网格曲面平滑而保有丰富的细节特征,适用于在虚拟现实、曲面重构等领域推广使用。     

基于GIS和VIRTOOLS技术的虚拟校园漫游开发方法的研究

采用VRML、WTK等技术开发的虚拟校园漫游,具有交互性和沉浸感等特点,但不能提供地理信息导览搜寻等功能,且开发难度大.提出了一种基于GIS和VIRTOOLS技术的虚拟校园漫游开发方法-GIVT,即用3DMAX构建三维校园场景,制作虚拟角色和动画;用VIRTOOLS进行地理数据处理,交互控制.实验表明该方法能克服上述方法的不足,具有交互性、沉浸感、简单和易实现等特点.     

基于真实地景的三维飞行再现系统的设计与实现

介绍了创建一个基于真实地景的三维飞行再现系统的方法和过程。阐述了大面积三维地形的生成和管理技术，包括地理数据格式的转化方法、地形数据的分割和LOD技术，并引入了事件驱动机制。利用上述技术和方法实现了一个三维飞行再现系统，实验结果表明，该系统具有场景逼真、漫游流畅、显示信息丰富等特点。     

Modeling Surperspective Projection of Landscapes for Geographical Guide-Map Generation

It is still challenging to generate hand-drawn pictures because they differ from ordinary photographs in that they are often drawn as seen from multiple viewpoints. This paper presents a new approach for modeling such surperspective projection based on shape deformation techniques. Specifically, surperspective landscape images for guide-maps are generated from 3D geographical elevation data. Our method first partitions a target geographical surface into feature areas to provide designers with landmarks suitable for editing. The system takes as input 2D visual effects, which are converted to 3D geometric constraints for geographical surface deformation. Using ordinary perspective projection, the deformed shape is then transformed into a target guide-map image where each landmark enjoys its own vista points. An algorithm for calculating such 2D visual effects semi-automatically from the geographical shape features is also considered.     

The design-by-adaptation approach to universal access: learning from videogame technology

This paper proposes an alternative approach to the design of universally accessible interfaces to that provided by formal design frameworks applied ab initio to the development of new software. This approach, design-by-adaptation, involves the transfer of interface technology and/or design principles from one application domain to another, in situations where the recipient domain is similar to the host domain in terms of modelled systems, tasks and users. Using the example of interaction in 3D virtual environments, the paper explores how principles underlying the design of videogame interfaces may be applied to a broad family of visualization and analysis software which handles geographical data (virtual geographic environments, or VGEs). One of the motivations behind the current study is that VGE technology lags some way behind videogame technology in the modelling of 3D environments, and has a less-developed track record in providing the variety of interaction methods needed to undertake varied tasks in 3D virtual worlds by users with varied levels of experience. The current analysis extracted a set of interaction principles from videogames which were used to devise a set of 3D task interfaces that have been implemented in a prototype VGE for formal evaluation.     

Discrete Sibson interpolation

Natural-neighbor interpolation methods, such as Sibson's method, are well-known schemes for multivariate data fitting and reconstruction. Despite its many desirable properties, Sibson's method is computationally expensive and difficult to implement, especially when applied to higher-dimensional data. The main reason for both problems is the method's implementation based on a Voronoi diagram of all data points. We describe a discrete approach to evaluating Sibson's interpolant on a regular grid, based solely on finding nearest neighbors and rendering and blending d-dimensional spheres. Our approach does not require us to construct an explicit Voronoi diagram, is easily implemented using commodity three-dimensional graphics hardware, leads to a significant speed increase compared to traditional approaches, and generalizes easily to higher dimensions. For large scattered data sets, we achieve two-dimensional (2D) interpolation at interactive rates and 3D interpolation (3D) with computation times of a few seconds.     

A simple GPU-based approach for 3D Voronoi diagram construction and visualization

In this paper we propose a simple GPU-based approach for discrete incremental approximation of 3D Voronoi diagram. By constructing region maps via GPU. Nearest sites, space clustering, and shortest distance query can be quickly answered by looking up the region map. In addition, we propose another representation of the 3D Voronoi diagram for visualization.     

三维交互任务的描述和结构设计

主要讨论了三维交互中交互任务的归纳描述和结构设计问题.首先归纳出三维交互中的基本交互任务和普遍交互任务,对二者之间的联系进行了描述,提出了一个三维交互任务的产生框架,最终建立起三维交互中通用的核心模块.三维交互核心模块描述了三维交互中通用的底层结构,模块中定义了三维交互中通用的一系列交互原语和交互任务,实现了原语的产生和任务的整合工作.在开发三维用户界面构造系统(3D UI toolkit或3D UIMS)或具体的三维/虚拟现实应用时,可以直接用它来建立系统的底层交互结构,而程序员将只关注于交互风格的建立等高层工作.