基于X3D的三维分形植物建模

植物的模拟一直以来都是计算机图形学的热点和难点问题,为了实现通过互联网在网页上方便、快捷地浏览具有逼真性、交互性的三维植物,论文从植物的生理结构出发,结合确定性L系统、参数L系统和原始的递归算法提出了一种植物建模的数学模型,并采用X3D结合JAVA作为实现语言,建立了树的轴结构、叶序和叶子的模型。用户只需实时地输入相应的参数,就可以快速、便捷地生成逼真的三维植物。     

解构.重构思维下的仿生产品参数化生成研究

目的 在解构.重构思维下探索产品形态创新方法，发掘产品形态仿生设计的方案多样性。方法 阐述了解构.重构思维的理论应用、参数化设计方法应用流程。以自然花朵为实例研究，在搜集的牛津102与17花朵数据集中筛选出158张样本图片;首先通过Grabcut、Sobel、Canny等相关轮廓算法得出花朵平面轮廓，将特征轮廓进行解构分类后参数化表征;其次利用Rhino-Grasshopper软件重构花朵抽象三维模型，利用产品结构约束重构仿生产品;最后以灯具为例，调整参数后得到有花朵形态特征的产品形态重构群，得到基础仿生灯具模型，结构约束后得到仿生灯具三维模型。结论 该方法进一步探索了计算机辅助产品设计研究，实例表明自然花朵通过此方法可以生成大量具有创新性的形态初步模型，提高设计效率。     

基于帧速率的地形渲染数据量自适应控制算法

针对大规模地形三维可视化系统在不同性能计算机平台上运行速度的差异,提出了一种基于帧速率的地形渲染数据量负反馈自适应控制算法,该算法以数据量与帧速率关系模型为基础,通过获取精确的系统渲染周期耗时,计算符合帧速率要求的地形数据量,并进行动态数据调整.基于FLTK(和OpenGL的系统实验表明,该算法可以根据特定计算机平台的性能,快速调整渲染数据量,使地形可视化系统稳定运行干预先设定的帧速率区间.该算法有效增强了三维地形可视化系统的平台适应能力,同时算法思想对于类似系统负载与耗时关系的研究也有借鉴意义.     

三维机织复合材料结构表征与实体造型

利用经纱脉络描述法解决了任意三维机织复合材料的结构表征问题；提出了单胞分解法与亚胞向量概念，实现了三维结构的二维化、数字化，根据数字表征结果和经典截面假设构造了初始断裂模型；使用一种迭代算法对初始断裂模型进行优化，使纱线束逐步逼近真实形态，进而实现三维实体造型，在此基础上进行网格剖分。研究结果表明，迭代算法能够使纱线形态趋于自然，使造型结果接近实际。数值分析结果表明，迭代算法中的经纬纱退让系数介于0.6～0.7之间时，迭代收敛速度最快。     

基于球面调和映射的三维产品形态融合方法研究

三维产品形态的创新设计在产品造型设计中具有重要的地位,是提高产品竞争力的重要手段。基于球面调和映射,提出一种新算法,在两个产品之间实现形态的变形,进而产生多种产品形态。首先对两个三维产品形态划分三角网格;然后将网格化的产品形态嵌入到一单位球面上,生成嵌入体模型,该嵌入体与其三维产品形态有着相同的拓扑结构;最后将这两个嵌入体融合,在两个形态之间建立一种对应关系,通过线性插值生成一系列的中间形态。以两个不同形态的鼠标基体模型为例进行实验研究,结果表明该算法对于产品形态的融合具有很好的适用性。在计算机辅助产品形态造型设计中将具有良好的应用前景。     

基于极半径曲面矩和HMM的三维模型分类与检索算法

在计算机辅助设计（computer aided design，CAD）中，对机械零件的三维模型进行分类和检索有利于设计人员重用设计信息，从而缩短产品的开发周期，以快速响应市场需求。针对三维模型的分类与检索，提出了一种基于极半径曲面矩和隐马尔科夫模型（hidden Markov model，HMM）的分类与检索算法。首先，计算三维模型的极半径曲面矩并组成特征向量，经排序编码后，将其作为HMM的观测序列；然后，取一部分人工标注过的三维模型作为训练样本，采用添加比例因子的多观测序列B-W（Baum-Welch）算法对HMM进行训练；最后，利用训练好的HMM对三维模型进行分类与检索。实验结果显示，与现有的2种分类与检索算法相比，所提出的算法具有更高的识别率和检索效率。该算法的特点是：极半径曲面矩计算快，不用将三维模型体素化；HMM训练快，分类能力强，且不需要大量训练样本就有一定的分类能力。研究表明，所提出的算法能较好地解决三维模型的分类与检索问题，具有一定的实用价值。     

柱形八叉树模型的运算规则及应用

八叉树模型是计算机科学中常用的一种非线性数据结构。它在工程中有广泛的应用。笔者选用柱形坐标空间作为八叉树模型的根结点，提出了一个由三维实体的CSG模型按递归方式生成实体八叉模型的算法，找出了八叉树中的平移、旋转、镜像等运算规则，并给出了八叉树模型求并、交、差的算法。文后给出了八叉树模型在空间物体碰撞方面的应用实例。     

玉米根系几何造型研究

通过对玉米根系形态建成过程根系的结构、生长及分布特点和规律观测研究,构建了描述玉米根系形态变化的数学模型。结合粒子系统和计算机图形学技术,在计算机上实现了玉米根系生长的三维显示。其结果和实际的玉米根系的生长发育过程基本一致,为农学研究者提供了一个可视化的根系模型。本模型结构简单、可交互、真实感强,可以较好地虚拟玉米根系的生长过程。     

基于局部形态融合的产品创新设计研究

提出了局部形态融合以保持产品设计风格基因传承和创新的设计方法,研究了自产品三维模型设计方案中提取形态特征曲线的方法,利用已有的曲线融合算法,实现了特征曲线的融合,并将融合后的特征曲线替换产品三维模型中原有的特征曲线,从而获得了大量新形态的设计方案。将该创新设计方法应用于产品创新设计中,不仅可以实现多个三维模型的局部形态特征融合,还可实现三维模型与图像、绘制曲线的特征曲线融合。     

基于局部环境敏感的动态植物建模研究

通过在L-系统中引入提问模块和剪枝函数,对植物剪枝后内部资源分配发生改变的情况进行L-系统建模,并通过仿真实验分别实现了一个二维空间的植物抽象发展过程和一个三维空间下的植物剪枝模型。实验表明,这种建模方式可以很好地模拟植物剪枝后的生长变化过程,对虚拟农林、虚拟园艺的研究有一定借鉴意义。     

饮料包装的计算机控制和管理

着重介绍计算机技术在饮料包装方面应用的发展情况,灌装生产流水线的计算机控制和管理,自动装卸搬运系统和计算机仓库管理系统等。     

KJ—200煤矿安全电脑监测系统

本文介绍了一种新型煤矿安全监测系统，具有数据采集，传输，处理及语言报警，模拟显示等功能，可监测甲烷，一氧化碳，风速，负压，烟雾，温度等环境参数和采掘工作面，原煤运输，通风，排水各生产环节机电设备的工作状态。     

球面扫描的数学模型及其计算机仿真

在检测球体表面时,需要用激光束对其进行扫描。研究了当用固定不动的激光束扫描球心固定的旋转球体时扫描点在球面上的移动模式。用微分方程组建立了扫描点与角速度矢量变化规律的数学模型,并对此模型及其控制曲面分别用仿真软件Simulink和三维计算机图形工具OpenGL进行了成功的计算机仿真。由于在此模型中激光束是固定不动的,因此,可使检测装置大大简化。     

工程物体线图的计算机解释

在Sugihara方法的基础上提出一种计算机自动解释工程物体线图的迭代方法。该方法根据线图中隐含的几何元素间的约束关系,从有误差的工程物体画隐线图恢复平面立体的三维参数,并对画隐线图中有误差的节点位置进行校正,使得修正后的线图是一个工程物体的投影线图,并且尽量和原输入线图一致。实验结果表明该方法是有效的。     

一种新的基于圆锥滤波的直线反走样生成技术

介绍了圆锥滤波器的直线反走样生成算法,针对其中存在的不足进行了有效的改进,将所选代表性的直线条数增加为16条,扩展了采样数组中的元素,从而提高了各像素权值取值的准确性。结合直线对称生成算法,提出了一种新的直线反走样生成算法。利用VC 6.0进行调试,结果表明,新算法的直线生成速度显著加快,平滑效果好,具有较好的应用前景。     

一种通用钻孔柱状图的自动生成技术

目前的钻孔柱状图绘图软件大都针对某一专业应用,生成图形后的编辑工作量较大,缺乏通用性。通过对多种专业需求及多种柱状图绘图标准的研究,以国产GIS软件MapGis为平台,采用模板定制与编辑技术、面向对象技术和多层体系结构,实现了一个能够应用于工程地质、水文地质、第四纪地质、石油地质等多种专业的通用单井柱状图的生成、编辑与信息管理系统。生成的柱状图能够满足实际工作的要求。     

增强现实在小区规划中的应用研究

增强现实作为虚拟现实技术的重要分支已经被成功地应用到商业、教育等众多领域。验证了增强现实技术应用于住宅小区规划的可行性,设计并实现了基于增强现实的虚拟小区规划系统。满足了小区规划对虚实交互、人机交互的要求,充分体现出增强现实技术在小区规划应用中的优势。介绍了系统所采用的基于计算机视觉的虚实配准技术,并给出了系统运行结果。     

计算机技术在包装中的应用

随着计算机技术的突飞猛进,包装设计及制造工作必将进入一个CAD/CAM的新时代。本文着重论述计算机技术在包装机器人,包装生产线、包装管理以及包装容器设计和包装性能测试等方面的应用。     

采用自回归模型的计算机书法的研究

提出计算机生成毛笔书法汉字的一种新的实现方法,该方法事先建立一个毛笔书法的笔划库,当书写毛笔字时,根据用户输入的每一笔划,按照笔划匹配算法,从笔划库中查找与用户输入匹配度最高的笔划。当一个汉字的所有笔划书写完毕,屏幕上就显示出一个完整的毛笔字。其中,自回归模型是笔划匹配算法的核心。实验结果证明该算法较为成功地模拟了具有不同字体、艺术风格的书法作品。     

工业设计专业CAD课程设置

根据工业设计专业及计算机辅助技术当前发展的特点,分析了现阶段工业设计专业计算机辅助设计课程状况及其存在的问题,阐述了新的课程体系设置的基本思想。结合教学实际,提出了理论与实践相结合的方法,采用直观的方法介绍应用软件底层的 CAD技术。综合利用设计类和工程类软件,将理论介绍贯穿于具体操作中,并对该方案的具体操作进行了探讨。