三维可视化技术研究

三维可视化技术在医学及工业领域应用广泛。文章首先介绍了三维可视化技术的概念,分析了三维可视化技术的原理和关键算法,即面绘制、体绘制、点绘制算法;然后对三维可视化开发包VTK进行了介绍,并以Ray Casting算法为例给出了基于VTK的三维体绘制算法的实现过程;最后对三维可视化技术的发展趋势进行了展望。     

三维可视化技术研究

三维可视化技术在医学及工业领域应用广泛。文章首先介绍了三维可视化技术的概念,分析了三维可视化技术的原理和关键算法,即面绘制、体绘制、点绘制算法;然后对三维可视化开发包VTK进行了介绍,并以Ray Casting算法为例给出了基于VTK的三维体绘制算法的实现过程;最后对三维可视化技术的发展趋势进行了展望。     

基于VTK的三维地层可视化探讨

地层可视化是地质工程中急需解决的一个热点问题.在研究VTK体系结构的基础上,探讨了VTK支持下地层可视化技术,结合Microsoft Visual Studio .NET 2005和VTK.Net,采用规则网格三棱柱模型,开发了三维地层可视化系统.研究表明,以VTK为三维可视化工具来进行地层的三维可视化的途径是可行的,在可视化性能以及可视化效果等方面均有较好的效果.     

基于VTK的医学图像三维可视化的研究与实现

根据当前PACS系统的需要,利用VTK—基于面向对象方法设计,功能强大的可视化类库,实现医学影像数据三维可视化系统。本文介绍了面绘制和体绘制两种常用的方法。基于VTK的体绘制重建速度快,效果逼真。     

基于VTK 的足部骨骼三维可视化研究

基于CT图像序列利用VTK(Visualization Toolkit,可视化工具箱)实现了人体足部骨骼的三维表面重建。采用最大熵阈值算法进行足部骨骼图像分割,将该阈值作为骨骼等值面抽取值;在VC++中利用VTK编程实现了基于移动立方体法的足部骨骼表面重建,并对所得三维表面进行了优化;将所得结果存为三维模型常用的STL文件格式。实验结果表明,此方法获得了理想的可视化效果,可在足部疾病诊断和治疗、手术仿真等方面发挥重要作用。     

DTM数据的三维可视化及其实现

针对数字地形模型（Digital Terrain Model,DTM）数据三维可视化问题.提出了采用Delaunay三角化法得到地形采样点,并用已知数据对三角曲面进行插值加密,生成规则格网（GRID）数据结构的方法,实现三维地形高度真实感的可视化效果.再利用面向对象的设计与编程方法、VC＋＋6.0开发语言以及OpenGL图形库完成了基于三维地形模型的显示,并对三维地形显示中的关键技术即模型的实时动态显示技术、三维地形交互技术进行了实现.     

基于可视化工具VTK的几何体构建技术

VTK(Visualization Toolkit)是面向对象的可视化工具包,主要针对的是2D,3D图像的处理和系统的可视化,它开放源代码、支持多平台,同时提供了强大的图像处理功能,近年来被从事可视化研究人员广泛采用.尝试采用VTK工具包,在主观简单、规则几何体基础上,组合构建复杂几何体.介绍了VTK的框架和机制,结合该算法中隐含数,实现几何体的构建.     

层状地质体的三维可视化研究

以矿山地质体为例,简要介绍了三维层状地质模型的建立方法,重点介绍如何利用OpenGL函数实现复杂的层状地质体三维可视化的各项功能,包括多种显示方式、三维交互查询和任意剖切等,对三维可视化交互式操作的关键技术提出了一些有效的解决方案.     

层状地质体的三维可视化研究

以矿山地质体为例,简要介绍了三维层状地质模型的建立方法,重点介绍如何利用OpenGL函数实现复杂的层状地质体三维可视化的各项功能,包括多种显示方式、三维交互查询和任意剖切等,对三维可视化交互式操作的关键技术提出了一些有效的解决方案.     

GLScene在地形可视化应用中的研究

结合三维地形的可视化对GLScene的主要对象及类的层次关系做了初步的探讨,介绍如何将GLScene应用到地形可视化系统的开发中,并据此实现了基于GLScene的实时三维地形可视化系统.该系统实现了三维静态显示、三维动态漫游等功能,并具有对计算机硬件要求较低、建模速度较快的优点.     

泉域地下水资源管理信息系统

本文利用地理信息系统技术(GIS)、VTK三维显示技术、数据库技术、MODFLOW地下水模拟模型和人工神经网络模型构建安阳市小南海泉域地下水资源管理信息系统,实现数据管理、地下水动态模拟、前景预测及可视化等功能.     

超声波CT技术在混凝土无损检测中的应用现状及发展趋势

超声波层析成像（CT）技术是最近发展起来的一种新的无损检测方法,该方法具有对建筑构件无损伤、成像精度高、操作简单方便、结果可视化程度高等优点,在构件的无损检测中得到广泛应用。超声CT技术与传统检测方法相比能有效地减少平均效应,精确地反映混凝土内部具体结构,将经验性成分缩减到最低。因此超声波层析成像技术是混凝土质量无损检测中充满生机、前途光明的一种新方法。本文首先介绍了超声波层析成像技术的两个最重要的方面正演计算和反演图像重建的具体方法的研究现状和进展,接着讨论了近些年来超声波层析成像技术在混凝土质量无损检测中的研究与应用进展,最后对超声波层析成像技术的研究趋势和发展方向做了展望。     

基于VTK的CFD可视化系统开发和应用

介绍了基于 VTK的计算流体动力学可视化系统的设计和实现及其在数值船舶流体力学前、后处理中的应用。实践证明 ,该可视化系统具有快速、方便、高效、易扩展的特点。     

基于关键技术合理规划地方新能源电动汽车产业发展

发展新能源电动汽车是解决能源和环境问题,实现汽车产业快速发展的有效途径,通过对电动汽车发展现状和关键技术的分析,明确了以纯电动汽车和混合动力汽车为主要发展目标,以电动机及其控制技术和动力电池及其管理技术为核心技术。结合河北省汽车产业发展现状,提出了多元化发展模式,建立基于关键技术的产业基地,实行高速电动汽车和低速电动汽车的差异化发展格局和优先有序发展低速电动汽车的产业发展规划,推进新能源汽车快速发展。     

数字孪生变电站框架设计与关键技术研究

随着智能电网快速推进与新技术领域的出现，以变电站为代表的能源互联网系统拓扑结构趋于复杂，传统运维管理模式已经难以满足变电站规划设计、监测分析和运行优化的要求。数字孪生（Digital Twin, DT）技术的发展给电力系统的智能化管理带来诸多便利。然而作为推动能源电力行业数字化、智能化的关键技术，相关研究与应用处于初期起步阶段，将数字孪生技术工程应用于能源电力各业务环节依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究，以突破适应能源电力行业特殊性的数字孪生关键技术。为此，本文以变电站作为应用场景，首先对变电站运维管理现状进行了分析，指出现阶段变电站巡检模式缺陷、模型精度不够、感知参量单一、缺乏对数据的深度挖掘等问题。以此设计了一套涵盖空间信息与设备建模、变电主设备机理建模、智能反馈控制、设备感知网络、基于数据驱动的数字孪生体模型的仿真，以及三维可视化渲染与应用的数字孪生变电站模型框架。然后讨论了变电站数字孪生技术面临的问题与挑战，包括：高性能、低成本、高精度、低功耗、高集成度与智能化的变电站专用传感器研制；海量多源异构数据存储管理与计算资源优化分配；孪生模型精度亟待提升与可解释性缺乏论证；“数据安全”与“数据孤岛”给数据驱动的模型训练带来挑战；高精度实景三维重建与虚拟实体动态更新算法的研究。针对提出的问题与挑战，进而探讨了解决问题的关键技术研究，包括基于压缩感知理论的新工艺、新材料的智能传感器技术；海量多源异构数据分布式云存储技术与以安全私有云为核心的数据管理体系；云边协同计算技术；数据驱动与机理知识融合建模技术；满足隐私保护和数据安全前提下的模型训练技术——可信联邦学习；实景三维重建、点云语义分割、点云动态可视化、虚拟现实等计算机视觉相关技术。结合数字孪生模型设计与关键技术问题的探讨，给出了一套面向工程应用的数字孪生变电站系统设计方案，重点阐述了包括变电站设备实时监测、设备故障诊断与故障预测、运维决策优化与智能反馈控制等典型的应用场景。数字孪生技术与变电业务各环节的深度结合，有助于智慧变电站运维管理发展与效能提升、开辟数字化智能变电站运维管理新模式。进一步，数字孪生技术的发展成熟必将推动整个能源电力行业打破数据、技术壁垒，实现电力全产业链上下游企业的价值、技术协同，构建更大范围的数字孪生系统，具有显著社会效益和战略意义。     

基于VTK的虚拟心脏切面交互式可视化方法

为解决传统医学影像技术方向性单一的问题,满足临床医学从不同方位从整体或切面等多角度对器官组织进行观察分析的需求,提出了心脏核磁共振成像(MRI)数据的体可视化和任意角度切面的可视化方法.基于可视化工具包VTK,在VC6.0开发环境中,运用光线投射算法设计并实现了MRI羊心脏切片数据的三维体绘制,横断、冠状、矢状位置的标准切片、切面以及任意角度、任意位置切面的绘制技术.通过简单的鼠标操作就可以实时的对切面进行移动、旋转、缩放等交互操作.实验结果表明:该方法有助于医生从多个方位观察整体器官组织和切面形态.在疾病预防、医疗诊断、手术方案制定以及术后评价中具有较大的实用价值.     

工业锅炉数字化设计与数字孪生综述

概述工业锅炉设计的特点和引入数字孪生技术的必要性. 通过对工业锅炉数字化设计技术的发展和研究现状的综述,提出以设计过程优化为核心、以数字孪生为基础的新一代工业锅炉数字化设计技术是提升工业锅炉设计能力和综合性能的关键. 分析数字孪生技术在工业锅炉设计中的应用特点,总结数字孪生驱动的工业锅炉数字化设计的三大关键技术问题：面向设计过程多元信息表达的工业锅炉数字孪生建模技术;基于人机交互与虚拟现实智能验证的设计过程优化技术;面向全生命周期的工业锅炉数字孪生数据管理技术. 在此基础上,提出数字孪生驱动的工业锅炉数字化设计技术框架,以期为面向高性能工业锅炉的数字化设计技术研究和应用提供思路和有价值的参考.