基于OpenGL的钻井三维场景动态仿真

为能在脱离钻井现场的情况下向学员展示钻井操作的工艺流程,开发基于OpenGL的钻井三维场景仿真系统．利用3DSMAX构造复杂的钻井设备模型;在OpenGL平台中调用该模型,并利用双缓存技术控制各三维模型在场景中平滑的运动,实现钻井三维场景的动态仿真．该系统可以逼真地仿真正常钻进、起下钻、卸扣和上卡等多种钻井工艺流程．     

基于LBP和小波纹理特征的室内室外场景分类算法

室内室外场景识别是图像处理的基本问题之一。对此问题提出了一种不需要图像分割和目标识别的方法。首先,利用小波变换对原图像进行五层小波分解,然后用旋转不变的LBP(local binary pattern)算法对第二层至第五层的LL子图提取纹理特征,再计算第二层和第一层LH,HL,HH子图的能量均值和方差,最后连接这两个过程形成的低维特征向量进行室内室外图像场景分类。实验结果表明此算法分类效果比较好,且识别室内室外场景并不需要目标形状等局部详细信息,只需要图像模糊化的全局纹理信息。     

高精度高速度曲面建模的3维地表模拟和漫游算法

三维真实感地形场景是生态系统模拟、虚拟地理环境和三维GIS不可或缺的要素,而高精度高速度曲面建模方法可以动态实时构建高精度曲面模型。论文引入高精度高速度曲面建模方法,提出了一种可以动态生成地表模型并实时绘制和漫游三维真实感地表的方法。该方法实时动态建立高精度DEM,结合改进的视点依赖多分辨率绘制方法,随视点改变动态重建并绘制当前DEM。首先建立当前可见场景的DEM,然后通过依赖于视点的简化等处理建立层次细节模型,进行实时场景绘制和漫游,随视点改变,在当前场景基础上动态加点和减点更新DEM及层次细节模型,生成当前可见场景,以次循环。实例测试表明,算法可产生真实感较强的场景,实时漫游效率较高,模拟精确。     

Processing and interactive editing of huge point clouds from 3D scanners

This paper describes a new out-of-core multi-resolution data structure for real-time visualization, interactive editing and externally efficient processing of large point clouds. We describe an editing system that makes use of the novel data structure to provide interactive editing and preprocessing tools for large scanner data sets. Using the new data structure, we provide a complete tool chain for 3D scanner data processing, from data preprocessing and filtering to manual touch-up and real-time visualization. In particular, we describe an out-of-core outlier removal and bilateral geometry filtering algorithm, a toolset for interactive selection, painting, transformation, and filtering of huge out-of-core point-cloud data sets and a real-time rendering algorithm, which all use the same data structure as storage backend. The interactive tools work in real-time for small model modifications. For large scale editing operations, we employ a two-resolution approach where editing is planned in real-time and executed in an externally efficient offline computation afterwards. We evaluate our implementation on example data sets of sizes up to 63 GB, demonstrating that the proposed technique can be used effectively in real-world applications.     

Retrieval of movie scenes by semantic matrix and automatic feature weight update

A new semantic-based video scene retrieval method is proposed in this paper. Twelve low-level features extracted from a video clip are represented in a genetic chromosome and target videos that user has in mind are retrieved by the interactive genetic algorithm through the feedback iteration. In this procedure, high-level semantic relevance between retrieved videos is accumulated with so-called semantic relevance matrix and semantic frequency matrix for each iteration, and they are combined with an automatic feature weight update scheme to retrieve more target videos at the next iteration. Experiments over 300 movie scene clips extracted from latest well-known movies, showed an user satisfaction of 0.71 at the fourth iteration for eight queries such as “gloominess”, “happiness”, “quietness”, “action”, “conversation”, “explosion”, “war”, and “car chase”.     

支持HLA仿真和并行绘制的统一对象模型研究

随着计算机硬件、软件、网络以及社会需求的发展,分布式交互仿真应用对大规模复杂场景和大量仿真实体对象的管理能力和绘制能力提出了较高的要求.针对现有HLA仿真应用中大规模复杂场景的视景仿真实时性较差、仿真实体对象管理与绘制对象管理是分离的等问题,提出了统一对象模型,包含异质实体对象树、操作记录列表和统一访问接口,实现了仿真实体对象和绘制对象的高效组织和统一管理.该统一对象模型在HLA仿真平台和并行绘制平台之间建立了高效的数据交换桥梁,减轻了两者集成的开发工作量,并有效地支持了大规模复杂场景和大量仿真实体对象的实时绘制,有助于提高仿真的实时性.该统一对象模型对于HLA仿真平台和并行绘制平台具有通用性.最后给出了实验结果和分析.     

Ad Hoc入侵检测监视节点的自适应选择算法

提出一种监视节点基于事件触发机制的自适应选择算法(ETBAS),引入监视节点的监视状态,通过事件触发使非监视节点进入唤醒状态进行入侵检测,或使监视节点进入睡眠状态停止入侵检测。触发事件包括相邻节点的推选、节点能源低于某个阈值、网络拓扑结构的变化等。ETBAS具有自适应性,无论监视节点离开网络还是新节点进入网络,通过与相邻节点的信息交互,都能实现局部网络监视节点的自动更新。     

虚拟三维场景与二维电子地图交互系统研究

提出并建立了一个虚拟三维场景与二维电子地图交互系统。介绍了系统的组成和各部分实现的功能。对虚拟场景的数据组织、场景数据读入、观察者位置的确定及交互功能的实现等给出解决方案,给出了实现的代码及画面。该系统利用二维电子地图简洁性、宏观性的特点,通过与虚拟三维场景间的互响应减少观察者在虚拟三维场景中漫游所产生的迷失感,在实际应用中取得了较好的效果。     

无线传感器网络汇聚节点的研究与实现

研究无线传感器网络中汇聚节点的设计原则,分析汇聚节点的特性与需求,进行器件的选型。基于PXA270低功耗嵌入式处理器的设计实现了具有串口、以太网、USB和CF等多扩展接口的汇聚节点硬件平台。给出引导加载程序的过程,并在自主设计的硬件平台上实现了Blob的移植。     

大规模三维地形与天空场景的实时渲染

大规模三维室外场景包含大量的几何和纹理数据,给实时渲染带来了一定的难度.讨论基于四叉树结构的LOD地形和圆型天空体渲染方法,并在数据结构、可见性判定、算法实现等方面进行了优化,在此基础上,结合OpenGL和Visual Studio2005等工具进行开发和实验.实验结果表明,该方法能够根据不同的地形分辨率及视野范围,进行裁剪和剔除,有效地提高场景渲染的帧数,满足了实时渲染的要求.