严格顶点约束的网格光顺算法

为了使网格光顺算法在优化网格顶点以消除噪声同时,保持原始数据的精度,避免模型细节当作噪声而去除,给出一种用于三角网格光顺的新算法,该算法保证光顺结果中每个顶点距离其原始位置不超过给定偏差范围.将此光顺问题转化为带有一组非线性约束的二次优化问题,并提出一种有效的迭代线性求解方法用于其优化.算法也可以通过在优化中结合特征约束来更好地保护模型的精细特征.在大量扫描模型和人工合成模型上进行了实验,结果显示：算法可以有效消除所有噪声,同时保持原始模型的特征．     

基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法研究

为了解决海量地形数据无法直接连续地实时绘制的问题,文章提出了基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法.该算法利用小波分析对数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据进行简化压缩,采用四叉树结构表示地形,利用金字塔结构存储地形,构建了视点相关多分辨率地形模型,并给出了基于该模型的地形实时绘制方法.实验表明,该算法结构简单,能高效地生成地形多分辨率模型,地形数据量大大减少,且地形逼真程度高,能够实现大规模地形实时绘制.     

基于神经网络法的舱室噪声预测

提出了利用人工神经网络(ANN)预测舱室噪声的方法。针对现有封闭声场模拟方法适用频带范围有限和所需参数过多的不足，结合舱室噪声场的特点，给出了一种可模拟封闭空间内部噪声的BP神经网络算法．进行了仿真实验。结果表明，利用12输入、2个隐含神经元和1输出的ANN模型．可以准确地预测不同大小矩形空间内部的噪声分布情况，而且对于中高频和低频段都具有较高的精度。     

一种新的基于散列特征点的地形生成方法

基于少量散列分布的特征点,提出了一种椭圆山形插值算法,在地形区域准均匀网格划分后,对落在特征点影响范围之内的网格点进行插值处理,得到表征地形概貌的地形模板．使用分形技术对地形模板进行迭代处理,增加多层次地形细节,增进了地形的真实感．与以往方法相比,该方法具有两个特点：相对于基于真实地学数据的生成方法,输入数据量少,通过交互手段可以任意更改地形的局部特征;相对于基于构造和简单分形的生成方法,克服了其不能对山峰位置和形态进行控制的缺点．使用该方法用少量的数据就可以方便地控制地形的特征外貌,并生成比较逼真的地形．     

严格顶点约束的网格光顺算法

网格光顺的目标为优化网格顶点的位置以消除噪声.好的光顺算法应保持原始数据的精度,并避免将模型细节当作噪声而去除.为了实现以上目标,给出了一种用于三角网格光顺的新算法,该算法保证光顺结果中每个顶点距离其原始位置不超过给定偏差范围.将此光顺问题转化为带有一组非线性约束的二次优化问题,并提出了一种有效的迭代线性求解方法用于其优化.算法也可以通过在优化中结合特征约束来更好地保护模型的精细特征.在大量扫描模型和人工合成模型上进行了实验,结果显示算法可以有效消除所有噪声,同时保持原始模型的特征.     

一种标定陀螺仪的新方法

给出一种能够模拟陀螺仪实际工作条件的标定方法．将陀螺仪安装在飞行器模型内部,飞行器模型悬挂在2个平行屏幕之间并且在外力的推动下作无规则运动,在飞行器模型上安装2根双向准直激光束,激光束在屏幕上生成4个指示光斑,利用双目视觉测量技术测量指示光斑在三维空间内的坐标,然后借助于欧拉角算法确定飞行器模型的姿态,最后结合陀螺仪的输出信号对陀螺仪进行标定．对飞行器模型姿态的测量误差作了详细的分析,结果显示该方法可以精确测量飞行器模型的姿态．     

利用数学高程模型生成地形三维仿真图

研究了以地面数字高程模型（ＤＥＭ）作为原始资料,采用透视变换和模拟光照的模拟算法,生成某一地区的三维实景图,实现地形仿真,给出了试验结果,试验表明这种方法可产生逼真的三维仿真图。     

卡尔曼滤波算法在隧道结构沉降分析降噪中的应用

针对沉降监测原始测量数据存在测量噪声而影响隧道结构稳定性判定问题,在分析卡尔曼滤波算法基础上,给出经典卡尔曼滤波算法和方差补偿自适应卡尔曼滤波算法模型,研究卡尔曼滤波算法在隧道结构沉降分析降噪处理中的应用.工程实例分析结果表明:卡尔曼滤波算法能够较好地抑制沉降监测噪声对隧道结构沉降分析的影响,降噪后的结果可以更加真实地表现沉降趋势,方差补偿自适应卡尔曼滤波算法抑噪效果优于经典卡尔曼滤波算法.     

数据驱动的二维点集自适应聚类算法

这里针对二维点集的聚类问题提出了一种新的自适应算法．该算法首先采用特征滤波器,提取样本集中具有线性特征的点,同时生成样本点之间的相互关系;然后根据相互关系,自适应地生成线状和球状分布的分类．实验结果表明,该算法不仅能够成功地对包含有多种分布的样本进行分类,而且具有较强的抗噪声能力．     

一种大规模地形的实时绘制算法

提出了一种视点相关的地形连续细节层次 (LoD)模型的实时生成及绘制算法 .该算法采用一种基于四叉树的自顶向下的细分来实时生成地形连续LoD模型 .算法中 ,以屏幕误差的估算值作为细分的依据 ,并实现了基于三角形的细分 .讨论了快速裁剪、地形连续LoD模型的生成、强制分裂、三角形化等地形可视化中的关键问题 .在PⅢ 5 5 0MHz,2 5 6MBRAM ,Geoforce2 5 6的硬件平台上 ,本算法可实现对 4K× 4K个采样点地形的实时漫游 .实验表明 ,本算法具有较低的时间、空间开销 ,适于大规模地形的实时可视化     

基于分形布朗运动的地形建模及其参数分析

采用计算机图形学技术进行虚拟地形的三维建模,难点在于对地形非规则性的几何描述．基于分形布朗运动原理,对经典的Diamond—square算法进行了改进,得到了具有多特征的虚拟地形．对算法的参数进行了分析,并用计算机进行模拟实验．通过分析各参数对虚拟地形形状特征的影响,确定了各参数的有效区间,保证了算法灵活快速地生成真实感三维地形．     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

虚拟自然环境的研究方法

介绍了植物三维建模与生成技术方法，三维地形生成及实时显示技术方法，云、烟、雾、火焰建模与生成技术方法，海浪建模生成技术方法。     

古建筑保护中参数化建模及仿真系统的研究

仿真技术是古建筑保护的重要手段。本文在对亭台楼阁等中国典型古建筑进行结构化分析的基础上,提出了参数化建模的方法。应用数据库技术组织管理数据,应用编程语言建立一个古建筑造型系统,生成不同类型古建筑三维模型的脚本文件,在AutoCAD系统中运行后生成三维模型;对模型进行优化处理后,再运用漫游技术,实现古建筑的实时虚拟漫游。参数化建模有效解决了不同古建筑数据模型不能共享的问题,有助于对古建筑保护方案进行更有效地设计和评估。     

三维地形的分形构造及其虚拟漫游

基于Diamond-Square算法构造了三维分形地形，经大量计算机数学实验，确定了三维地形具有真实感的参数范围，并构造了三维地形的虚拟漫游算法。     

基于粒子系统的3D动态火焰模拟

为了在虚拟场景中绘制复杂的火焰,解决模拟火焰时在实时性和逼真性方面所出现的问题,提出了一种基于粒子系统的火焰模拟方法。通过粒子系统的几何建模方法,实现火焰粒子的不断生成和消亡,得到在三维场景中具有动态感的火焰;通过引入Gyarmathy模型和控制粒子行为的Perlin噪声,实现模拟火焰的运动效果;通过对每个粒子进行纹理贴图及渲染处理,增加三维场景中物体的真实感。实验表明,重力和风力反映了火焰的消亡规律和运动情况,并实时模拟复杂火焰模型;纹理贴图增强了火焰的立体效果,实现了复杂火焰模型的逼真性。     

虚拟战场环境三维可视化的关键技术研究

虚拟战场环境三维可视化中的关键技术主要涉及到地形LOD技术、实体建模、特殊效果生成、声音仿真、实时场景控制5个方面。在虚拟战场系统设计和实现中能否适当地选取以及正确地运用这些关键技术,关系到可视化系统的成败。为方便对这些技术进行选取,重点阐述了这些技术目前主要的实现方法及其在可视化应用中的优缺点。     

A modeling method for virtual scene based on multi-view image sequence

Through the analysis and comparison of shortcomings and advantages of existing technologies on object modeling in 3D applications,we propose a new modeling method for virtual scene based on multi-view image sequence to model irregular objects efficiently in 3D application.In 3D scene,this method can get better visual effect by tracking the viewer’s real-time perspective position and projecting the photos from different perspectives dynamically.The philosophy of design,the steps of development and some other relevant topics are discussed in details,and the validity of the algorithm is analyzed.The results demonstrate that this method represents more superiority on simulating irregular objects by applying it to the modeling of virtual museum.     

基于Simplex噪声绘制云的方法

云彩对于绘制三维自然场景往往是必不可少的。3D Simplex噪声技术是由3D Perlin噪声改进而形成的一种新的噪声生成方法。利用3D Simplex噪声技术来产生3D噪声灰度图像,然后通过对噪声图像的锐化和颜色转换将3D Simplex噪声图像转换为蓝天白云图像,最后通过GLSL着色语言中的时间函数来对绘制图像的同时更新时间变量来实现云的飘动。实验结果表明,用3D Simplex噪声产生噪声图像运算复杂度低,生成云的图像真实感效果好。     

虚拟现实技术在露天矿生态重建仿真中的应用

介绍了用虚拟现实技术开发露开矿生态重建视景仿真系统的几项关键技术。采用层次型与面向对象相结合的三维数据结构，构造露天矿生态5重建仿真模型；采用LOD技术为露天矿虚拟环境中的地形和建筑物构造多层次、多分辨率的细节模型，提出了基于视点的连续LOD算法，对三维地质模型按数据块进行简化，以适应不同硬件平台和视觉特性的分辨率需求；分析了在实时仿真系统中显示露天矿三维动态全景图、根据视点需求实时驱动虚拟场景动态变化及漫游的几种方法，用Vega软件实现了露天矿三维动态全景图的显示与实时驱动；采用实物标图技术在虚拟场景中进行生态重建规划方案的设计；提出一种用鼠标获取三维虚拟场景中实体模型信息的算法，实现三维动态查询和与外部数据库的链接。