基于Java 3D的交互式三维动画编程技术

Java 3D是一个交互式三维图形应用编程接口 ,是Java语言的扩展。它实现了三维虚拟环境下的实时性和交互性。文章介绍了利用Java 3D构造虚拟现实环境的方法 ,并通过实例着重分析了Java 3D的三维动画和信息交互编程技术     

Direct3D程序开发基础

目前使用Direct3D开发三维图形程序，可以采用COM接口的方式，也可以采用．NET类库的方式，本文介绍采用COM接口方式开发Direct3D三维图形程序的基础知识，然后介绍开发Direct3D程序的基本步骤和基本概念，并给出了相关的开发环境设置。     

Java3D在钢结构建模中的应用

Java3D是基于Java平台的、功能强大的面向对象的三维图形应用程序接口(API)，它的设计是对目前流行的诸如OpenGL和Direct3D的3D图形API的重大革新。利用Java3D能使三维建模变得更加快捷和清晰。该文就如何应用Java3D建立三维钢结构模型进行了初步的探讨。     

基于Delphi与OpenGL的三维图形环境的构建

OpenGL实际上是一种图形与硬件的接口，是一个强大的3D图形库。Delphi是Windows平台下最好的开发工具之一。介绍了OpenGL绘图与Windows编程的联系：阐述了实现Delphi和OpenGL图形接口主要的工作是初始化OpenGL、设置像素格式、关联RC（RenderingContexts）和DC（DeviceContexts），从而实现与OpenGL在Windows操作系统下的图形接口，以构建三维图形开发环境。     

虚拟现实中3D图形建模方法的研究

虚拟现实是一种高度逼真的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机界面,3D图形生成在虚拟现实中非常重要。本文是讨论三维图形生成技术和方法,同时给出一个三维图形生成系统。     

STL、DXF等通用文件格式图形的真实感显示

以AutoCAD作为图形输入环境,以STL、DXF等格式的图形文件作为数据交换接口,对图形进行交互式立体显示,通过分析文件格式,在Visual C 6.0编程环境下获取文件中的二、三维图形信息,对其中基于回转体的二维图形进行三维旋转造型,生成三维实体数据。并应用OpenGL图形处理技术对输入的三维图形实现真实感显示,进行变换、光照、材质等方面的处理。     

BD-GKS3D图形软件的设计与实现

BD-GKS3D是按图形国际标准GKS-3D(ISO 8805)开发的三维图形支持软件。本文讨论了该软件的设计原则:符合国际标准及尽可能高效率。还讨论了实现的策略,包括二维GKS与三维兼容问题,裁剪与变换,实现环境,图段的数据结构及三维输入等内容。最后对开发BD-GKS3D的工作量、与PHIGS,CGI的关系等作了说明。     

3 D图形处理器API符合性验证方法关键技术研究

3D图形API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）是三维图形处理函数接口的简称,它将图形系统的上层应用程序和底层驱动隔离,使得应用软件具有良好的可移植性。 OpenGL（ Open Graphics Library,开放图形接口库）是为了规避不同硬件驱动而定义的与上层接口的标准库函数。如何开发出符合OpenGL标准的API,是3D图形处理器研制及应用的关键。首先系统分析了OpenGL标准API的属性,提出了自研3D图形处理器API与OpenGL标准API符合性验证关键技术,基于FPGA平台从函数的接口参数、绘图功能、显示功能和错误反馈处理这四个方面来验证。上述验证方法具有很强的操作性,验证覆盖范围更广,验证用例的设计更为复杂。该方法加速了验证过程,提高了验证的充分性。     

三维图形的三大“王牌”接口

在计算机行业中,所有软件的程序接口,包括3D图形程序接口在内,统称为API(Application ProgramInterface)——应用程序接口。在图形图像行业里,三维图形的API有许多种。这几年,有3种API格式逐渐确立了它们在图形领域的地位,它们是Direct 3D、OpenGL和 Quick Draw 3D(Heidi)。     

三维图形软件的利器—OpenGL

目前,计算机图形学技术已经进入到了三维真实动感图形时代。三维图形的制作、展示及应用在我们周围无处不在。OpenGL则是利用计算机生成三维真实图形的基本工具之一。 OpenGL是面向图形硬件的强有力软件接口,它允许图形开发人员产生二维及三维形体高质量的彩色图像。OpenGL是在SGI公司推出的IRIS GL图形库的基础上发展起来的,现在成为适用于各种计算     

基于OpenGL ES的3D图形绘制管线优化问题*

目前,在嵌入式设备上（如手机）的3D游戏开发总是基于一定的图形API来进行的。OpenGL ES是为嵌入式系统而开发的3D图形绘制编程接口。在基于嵌入式的3D游戏开发过程中,由于硬件资源的相对不足,要得到绘制效果较理想的图形,就需要优化3D图形绘制过程。采用最新的图形管线理论,将OpenGL ES的3D图形管线绘制过程划分为七个管线绘制部分（这七个部分归属于三个绘制阶段）,分析每个绘制部分的主要工作,在此基础上针对各个阶段提出了相应的优化方法。     

Stardust: Accessible and Transparent GPU Support for Information Visualization Rendering

Web‐based visualization libraries are in wide use, but performance bottlenecks occur when rendering, and especially animating, a large number of graphical marks. While GPU‐based rendering can drastically improve performance, that paradigm has a steep learning curve, usually requiring expertise in the computer graphics pipeline and shader programming. In addition, the recent growth of virtual and augmented reality poses a challenge for supporting multiple display environments beyond regular canvases, such as a Head Mounted Display (HMD) and Cave Automatic Virtual Environment (CAVE). In this paper, we introduce a new web‐based visualization library called Stardust, which provides a familiar API while leveraging GPU's processing power. Stardust also enables developers to create both 2D and 3D visualizations for diverse display environments using a uniform API. To demonstrate Stardust's expressiveness and portability, we present five example visualizations and a coding playground for four display environments. We also evaluate its performance by comparing it against the standard HTML5 Canvas, D3, and Vega.     

三维多元地学数据一体化显示框架设计

随着三维地质信息系统发展与应用的深入,对地学数据的可视化需求更加迫切。采用面向对象的思想设计并实现了一个可扩展的多元地学数据一体化显示框架。该框架主要划分为模型层、场景层和渲染层,使得数据与绘制流程分离。围绕此框架详细阐述了绘制管线、绘制过程的设计和多层次地学场景组织,满足地质多领域、多专题数据的统一显示与分析需要。基于此框架在OpenGL环境下开发了北京市三维城市地质信息管理与服务系统。     

基于引擎模式的三维巷道漫游系统架构研究

为了满足三维巷道漫游系统的高真实感、逼真性要求,提出了一种基于引擎模式的三维巷道漫游系统通用的架构模型,详细介绍了架构中主控模块、物理系统模块、渲染系统模块等核心模块的作用及工作流程,并给出了该系统在B/S模式下的解决方案。仿真结果表明,与基于底层API的三维巷道漫游系统相比,基于引擎模式的三维巷道漫游系统具有更高的仿真度和更快的漫游速度。     

笔式三维草图绘制中的轮廓线技术研究*

详细介绍了三维模型轮廓线技术及其检测算法,并深入分析了轮廓线技术在三维草图绘制中的作用;然后设计并实现了一个三维草图绘制系统。该系统提供了用笔绘制三维模型的交互环境,通过轮廓线将三维模型与二维交互手势联系起来,使用户可以自由灵活地操纵和控制三维模型,获得自然、高效的交互体验。     

实时多波束海底地形数据三维瀑布图绘制方法

针对深水多波束测深数据的特点和实时显控的需求,提出了一种通过内存缓存技术以队列方式有效组织多Ping海底测深数据,采用局部更新技术提高数据更新效率,利用查表方法减少顶点高程赋色计算代价,进而结合VBO技术加速渲染过程的实时多波束海底地形探测数据三维瀑布图快速绘制方法,并在三维瀑布图实时绘制过程中实现了支持平移、旋转和缩放等交互操作。对实际多波束海底地形探测数据实时绘制的实验结果表明,该方法高效、稳定、光照效果佳,能很好地满足多波束海底地形探测数据的实时显控需求。     

基于自适应布告板的三维树木表达方法

植被、地形以及人工建构筑物是三维虚拟地理场景可视化表达的基本内容,树木是植被的主要组成部分.由于树木自然形态的复杂性,其真实感表达非常困难.基于几何模型的树木表达可以产生逼真的细节,但场景实时渲染具有巨大的计算负担,而基于纹理的简化模型在真实感表达上有所欠缺,但具有更好的渲染性能.如何兼顾场景渲染效率与视觉真实感受一直是树木三维可视化表达的研究热点.本文提出一种基于自适应布告板的三维树木表达方法,该方法在通常的平面布告板方法基础上,根据视点与布告板的相对位置关系,从预先获得的多张树木影像中选取最符合视点与树木相对位置关系的影像作为树木纹理渲染于该布告板上,实现了布告板纹理的动态调整,使得不同视点下的树木渲染效果尽量接近真实,同时也具有布告板的渲染性能优势.本文基于WebGL在浏览器中构建了一个三维场景,其中包含若干树木模型.实验结果表明本方法在表达树林时,在浏览器这样的低渲染计算能力环境下也能取得可接受的渲染性能与表达效果.     

在Matlab环境下实现体绘制法的生物切片图象的三维重建

在生物学领域、如何将生物切片图象进行三维重建并显示,日益受到人们所重视。体绘制法能够避免重建过程所造成的伪象痕迹,缩短了在体数据中寻找、计算物体表面的时间和不丢失细节,更加准确地反映出体数据所包含的形状结构。Matlab提供了各种矩阵运算、操作和图象显现工具,文章利用Matlab工具箱有用体绘制法进行生物切片图象的三维重建,试验结果理想。     

Java 3D, 3D graphical environments and behaviour

A brief outline of the structure of the Java 3D API as a means of producing graphical environments is provided. We then go on to examine issues in the development of a behaviour rich scene, in particular the issues of scene animation and collisions between scene objects. The animation issue is examined first, where issues of timing and architecture are considered. The Java 3D requirements for, and view of, collision are discussed next from a general perspective, identifying several problems with the implementation. Four simple scenes using animation and collision detection are examined. In each case a number of difficulties have been identified, partly related to the responsiveness of the operating system in the case of animation, but particularly due to the view and implementation of the collision detection system provided. Collisions often involve modifications to the states of all objects involved in the collision and some of the issues this raises in the context of Java 3D's provision are examined and reported on. Finally, we finish with a summary of our findings and conclusions on the suitability of Java 3D for building environments. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.