一种基于图像的植物器官重建

该文提出了一种基于植物器官图像的器官重建方法,系统实现步骤包括:图像预处理、轮廓的提取、二值化、细线化、矢量化、三角剖分,从而实现器官的重建。文章以叶为例,实现了叶可视化重建。系统考虑叶图像的特点,设计了优化的轮廓提取算法;并对Hilditch细线算法进行改进,提出了一种快速细线化算法。文章提出的器官重建方法可用于多种植物模型(如L系统)的器官外观建模;由于采用基于图像的技术,系统具有逼真的外观效果,实现了植物器官快速可视化重建。     

基于三维模型转换器的虚拟植物可视化

提出了一个基于三维器官模型转换器来实现虚拟植物生长可视化的方法。该转换器的主要功能是在虚拟植物生长可视化系统内导入由三维建模软件所构造的具有表面细节的植物器官模型,之后结合L系统,实现由植物生长规律指导下的虚拟植物生长过程的实时模拟。实验结果表明,该方法改善了原有的一些虚拟植物生长可视化系统只考虑对器官进行几何建模,而忽略器官表面细节导致的展现效果真实感显著差异的缺陷。     

基于L系统和三维Morphing的器官生长建模

为解决植物器官生长过程中的变形问题,提出一种基于L系统和三维Morphing的器官生长建模方法。该方法以L系统描述植物的拓扑结构,以三维Morphing模拟植物叶片和果实的变形过程,并根据花的特殊结构引入一种模块化建模方法以实现花的开放过程。以辣椒为例展示建模过程,实验结果表明,该算法能解决植物器官变形问题,提高建模效率。     

结合L系统和图像合成技术的叶表面重建研究

植物叶可视建模是虚拟植物研究的重要组成部分。论文提出了一种结合图像重建技术和L系统的交互式叶重建方法,并利用图像验证技术使生成的叶生长模型有更好的视觉效果和可控性。首先根据叶生长周期,采集叶数码图像集,提取叶特征参数;然后基于叶特征参数,应用参数L系统,生成叶的分枝结构;对生成的叶结构进行图像比较验证,修正生成的叶分枝结构;最后以叶分枝结构为基础,重构叶表面,贴纹理;并采用龟图控制技术实现了叶模型的三维自由形变。     

工程布局CAD系统设计与实现

针对工程布局设计的复杂性,提出了开放式的工程布局设计CAD系统的结构框架,讨论了实现该系统的关键方法,包括自动化设计进程建模、基于功能特征的待布物和布局空间几何近似建模、布局知识和布局约束的表达、布局方法应用.基于该系统框架,实现了计算机辅助工程布局设计原型系统,并以车辆动力舱布局设计为背景,对原型系统的有效性进行了验证.     

一个集成化的软件需求建模环境的设计与实现

本文提出了一种基于企事业过程的软件需求建模技术,并设计和实现了基于企事业过程的软件需求建模工具EPSRMT的原型系统。     

基于多模块方法的拟南芥功能结构模拟研究

花卉植物生长模拟中,构建反映植物形态和生理特征的功能结构模型是目前虚拟植物的研究热点。对植物形态结构的表达方法和碳汇生物量在植物组织器官间的分配方法进行了研究,基于多模块方法实现了功能结构相统一的虚拟花卉植物生长模拟。利用自定义的光反应曲线模拟碳汇生物量,基于源汇理论实现了碳生物量在器官间分配,利用L+C 多模块方法实现了植物叶片和节间的动态生长。通过对拟南芥植物的生长模拟,证明了方法的实用性和有效性。     

基于控制曲线的花朵开放过程仿真

研究植物器官的真实感和花朵开放过程,对虚拟植物的研究和应用具有重要作用。花朵是植物最典型的器官之一,花朵建模是虚拟植物建模的重要组成部分。为了真实仿真花朵的开放动态过程,提出了一种花朵开放造型方法,采用平面变形思想构建花瓣2D网格,利用改进的圆台参数化方程和椭球方程仿真花蕊,应用L规则构建花朵,并利用控制曲线控制网格实现了花朵的开放过程。实验结果表明,改进方法生成的花朵形象逼真,可以较好地仿真花朵的动态开放过程。     

基于EBO的建模工具CAEASRII/EB应用研究

基于效果作战(EBO)的概念是根据联合作战中各相关行动的总体效果提出来的。为了辅助分析基于效果作战的行动过程和根据达到期望效果的可能性对其进行评估,建立了仿真建模工具CAESARII/EB的原型系统。该工具集成了基于离散事件系统建模技术的影响网络,既支持对行动过程的静态评估,又支持对行动过程的动态评估。本文描述了构造和使用该模型的方法,讨论了根据这些方法来提高建模技术的需求。     

基于EBO的建模工具CAEASR Ⅱ/EB应用研究

基于效果作战(EBO)的概念是根据联合作战中各相关行动的总体效果提出来的.为了辅助分析基于效果作战的行动过程和根据达到期望效果的可能性对其进行评估,建立了仿真建模工具CAESAR Ⅱ/EB的原型系统.该工具集成了基于离散事件系统建模技术的影响网络,既支持对行动过程的静态评估,又支持对行动过程的动态评估.本文描述了构造和使用该模型的方法,讨论了根据这些方法来提高建模技术的需求.     

基于DirectX的虚拟驾驶模拟视景系统设计方法

根据虚拟汽车驾驶模拟视景系统的要求,提出了基于DirectX的视景系统的设计方法。使用3DMAX三维建模软件生成驾驶模拟的场景,采用了纹理映射技术、视景盒技术来优化场景,并应用DirectX提供的变换方法创建场景中的动画,实现了模拟真实雾的虚拟场景,生成了清晰、连续的虚拟驾驶模拟视景系统。     

基于双尺度自动机模型的植物花序模拟

以几种典型花序的模拟为例,探讨了应用双尺度自动机模型模拟花序的方法。通过在双尺度自动机模型中引入“同步生长机制”和“重复生长机制”,能够模拟所有植物学中给出的花序类型。并通过应用“生长延时机制”,实现了“向顶开花”和“向基开花”两种开花顺序的模拟,避免了L系统用成花信号控制的缺点,最后通过与L系统的比较,证明了该方法简单实用。     

基于压力流模型的植物顶端优势模拟

当前顶端优势模拟方法大多不能与植物生理相结合,针对现有方法的不足,为了使模型体现植物顶端优势规律,提高建模真实性,提出一种基于压力流模型的植物顶端优势功能模拟方法.该方法以压力流模型思想构建生长素传输与分配模型,计算生长素在植物顶端与侧枝间的传输与分配.顶端产生生长素使其与侧枝产生压力势差,推动生长素在各器官间不断传输与分配.以虚拟器官作为描述植物的基本单位,所有的虚拟器官并行工作.各器官根据分配到的生长素量和生长素阈值决定生长速度,最终完成生长素的传输与分配.生长引擎将生理部分的变化反馈到结构部分,展示算法通过读取各个虚拟器官的属性进行3维展示.     

多虚拟电厂接入的主动配电系统优化经济调度

在市场环境下,为促进含随机性可再生能源的消纳同时协调各经济主体矛盾并挖掘各主体价值和经济效益,本文提出一种基于分析目标级联理论的主动配网调度优化模型,以配网与虚拟电厂存在电能交互为建模背景。考虑虚拟电厂组成的多样性,设置风储型虚拟电厂以及含冷热电系统型虚拟电厂,各虚拟电厂可以分别与配网进行电能交互,各经济主体根据自身组成优化内部变量以及交互功率,通过分析目标级联法与其他主体协调交互功率实现分布式求解。最后通过IEEE33节点配电系统的算例仿真表明,调度结果能较好的反应主体经济性,得出风储型虚拟电厂有利于提高风电的消纳量,冷热电联供型虚拟电厂可以实现综合能源经济管理,分析目标级联法用于本文所提的模型背景是有效的。     

基于信息融合的植物生长数字化构建研究*

植物生长数字化是利用虚拟植物技术实现植物生长动态模拟的重要基础。通过实验观测提取特征信息,对植物生长信息与环境信息进行有机融合。依据植株拓扑变化规则及器官形态变化,建立植物形态发生模型。在植物生长信息重构基础上,提出植物生长数字化构建技术,即通过模型变换并基于信息融合将植物生长信息转换为直观的数字化信息。通过实例验证,表明该方法能有效地模拟植物在不同外部环境作用下的动态生长。     

虚拟环境中荷塘景色的构造与绘制

采用一种L系统与IFS相互融合的植物形态模拟方法,以3DS MAX 2012、OpenGL图形库为基础,用VC ++2010作为开发环境,自然逼真地模拟荷塘景色的形态,实现了荷花绽放、树木、湖水波纹、月亮移动、雾气隐现的动态效果,提高了虚拟荷塘景色仿真的精度与实时性.     

A virtual environment-based system for the navigation of underwater robots

Efficient teleoperation of underwater robot requires clear 3D visual information of the robot's spatial location and its surrounding environment. However, the performance of existing telepresence systems is far from satisfactory. In this paper, we present our virtual telepresence system for assisting tele-operation of an underwater robot. This virtual environment-based telepresence system transforms robot sensor data into 3D synthetic visual information of the workplace based on its geometrical model. It provides the operators with a full perception of the robot's spatial location. In addition, we propose a robot safety domain to overcome the robot's location offset in the virtual environment caused by its sensor errors. The software design of the system and how a safety domain can be used to overcome robot location offset in virtual environment will be examined. Experimental tests and its result analysis will also be presented in this paper.     

基于WTK的虚拟环境建模方法与应用研究

以虚拟现实集成开发工具包ＷＴＫ为核心,探讨了基于ＷＴＫ的虚拟环境构造机制,仿真管理程序的工作方式,以节点为基础的虚拟场景图的组织结构,并以ＷＴＫ为工具,结合物料搬运机械的虚拟远程操作,建立了基于ＷＴＫ的物料搬运视景仿真场景图。