基于面向对象八叉树的飞机虚拟维修场景渲染

为了加速大规模虚拟场景的渲染速度,采用基于面向对象八叉树的方法对场景进行渲染。该方法将面向对象技术与传统八叉树技术相结合,采用面向对象八叉树剖分虚拟场景,对场景进行管理;将物体结构树的最小零部件作为最小存储单元,采用叶节点保存对象信息,减小树的存储量和处理时间,降低算法的计算负担;在面向对象八叉树的基础上,采用模型遮挡裁剪算法对位于视域范围内的模型进行遮挡裁剪,减小实际渲染的物体数量,提高渲染速率。通过对飞机虚拟维修场景进行渲染实验,证明了该方法的有效性。     

虚拟现实场景中基于八叉树的网格简化方法

在基于顶点聚类的网格简化算法中,通常对网格模型进行八叉剖分来建立一棵顶点树以表示整个网格模型的数据结构;但顶点在空间上分布的不均匀导致了顶点树的不平衡,增加了顶点树的深度。针对上述问题,论文提出了基于紧凑八叉树的剖分方法。该方法在虚拟现实场景中表现了较好的效果。     

点云数据在深度学习中表示方法的研究

为了实现在深度学习中能够端到端表示点云模型,提出基于八叉树和K-D树（OctKD）的点云数据表示方法。该方法将无组织的点云转换为体素空间,在体素空间对三维模型进行八叉树剖分,改进了八叉树编码方式;构建节点间的邻接关系,在GPU端并行构建八叉树;为了克服八叉树编码检索效率低的问题,采用三维K-D树索引单个三维空间点。实验结果表明该方法能够真实反映模型本身的细节特征,提高了点云模型的构造时间和检索效率。这种新的数据结构实现将点云转换为卷积神经网络可以接收的数据形式。     

基于线性八叉树的快速直接体绘制算法

提出了基于线性八叉树的加速体绘制算法.利用线性八叉树对物体进行空间剖分,光线投射法跨越体数据集中的空体素,以提高绘制的速度.针对光线穿越体数据时的特殊情况,改进线性八叉树邻域查找的方法,特别是不同尺寸的邻域查找方法,克服了层次八叉树邻域查找的低效率,同时提出了光线离开平面的简洁判定方法,方便光线下一个采样点的计算.实验结果表明,该算法能够有效地提高绘制的速度.     

一种基于八叉树与流水线技术的快速碰撞检测算法

针对存在大量运动物体的虚拟环境,提出一种基于空间八叉树剖分与流水线技术的并行碰撞检测算法.通过八叉树剖分,把虚拟空间剖分成一系列的子空间,然后只对同一空间中的结点进行碰撞检测.对空间内的每个物体构建包围盒树,同一空间中的任意两棵包围盒树遍历构成任务树,把任务树中的任务分配给不同的进程进行碰撞检测,并采用流水线与多线程技...     

基于空间八叉剖分的面聚类网格简化算法

给出了一种新的快速面聚类网格简化方法,采用空间八叉剖分方法建立空间八叉树,把三维物体的三角网格进行预分类,对同一子空间内的三角面片进行面聚类、区域划分,然后进行特征点特征边提取、受限剖分、网格简化,最终实现简化速度的整体提高.     

三维复杂场景管理研究

三维复杂场景管理是三维地理信息系统、三维景观系统、虚拟现实的基础和核心。三维复杂场景管理应该充分考虑场景数据的复杂性、数据组织及调用的高效性。论文提出了一种结合八叉树、二叉空间分割树,门剪切的空间分割可见性算法,在此基础上并结合动态场景的设计,以及空间数据内存管理,设计并实现了复杂三维场景引擎。     

空间剖分树形查找结构的效率分析

空间剖分是构造快速空间查找数据结构的有效方法,四叉树、八叉树、Kd-树是典型的基于空间剖分思想的树形空间查找结构。选择合适的参数来构造实际点集数据的树形查找结构,对提高相关算法的效率具有重要意义。在分析三种树形查找结构基本原理的基础上,通过构造具有不同空间分布特征的实验数据,设置不同的树形空间剖分结构参数,来分析三种结构支持下搜索算法的时间消耗,确定使查找效率达到最优的树形结构构造参数。相关研究结论对于优化空间剖分树形查找结构的效率、提高相关算法的性能等,有一定的参考价值。     

基于八叉树空间分割的NURBS曲面重构方法

对三维模型和点云曲面重构方法进行深入研究,根据应用特点提出八叉树空间分割和N U RBS曲面重构方法。利用八叉树的快速收敛特性对三维实体的点云数据进行分割、精简,采用N U RBS方法对局部网格曲面进行重构;采用八叉树和四叉树相混合的数据结构,渐进地进行网格曲面的重构。存储结构采用扩展式八叉树结构,编码采用8进制前缀编码方法。利用O penG L设计一个实验模型系统验证了该算法的可行性和有效性。     

基于面向对象八叉树的虚拟漫游碰撞检测

借助面向对象概念,根据层数和叶结点链表个数上限来构建存储场景物体信息的高效八叉树。每个叶结点指向记录对应空间区域内物体信息的链表,每个空间物体信息链表按照其对象大小降序排列。在逐步求精阶段用降序包围球遍历链表进行检测,然后根据凸多面体剖分算法,使用主从MPI模式并行处理以实现精确碰撞检测。该方法利用物体空间位置关系进行碰撞检测,毋需存储大量空间物体三角面片。在基于粒子系统的土壤可视化漫游中的运行结果表明,该方法精度高、实时性好,具有一定的研究和应用价值。     

一种基于八叉树的OBB包围盒碰撞检测方法

碰撞检测技术是大规模复杂场景渲染的关键技术之一,它可以有效地提高虚拟环境的真实感和沉浸感.碰撞检测的研究目标是如何在很高的实时交互要求下完成大量复杂物体的相交检测.提出一种将场景图中的OBB包围盒以八叉树的形式划分,并利用八叉树的层次结构实现有效碰撞检测的方法,该方法从宏观到微观的搜索方式可以快速确定需要进行相交检测的对象列表,有效地避免所有几何节点与运动节点的相交检测,提高了碰撞检测的效率,并且采用OBB包围盒来描述几何模型,有效地提高碰撞检测的精度.     

游戏引擎八叉树预处理算法设计

八叉树是提高大规模场景实时渲染速度的有效方法之一,但传统方法都是在每次处理时递归生成八叉树信息,使得进入场景速度慢,等待时间长。经过分析和验证,采用预处理方法,使用文件记录八叉树信息,并在渲染时从文件读取,可大大缩短进入场景的时间。此项设计也是游戏引擎中的一个功能模块。     

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。     

基于任务相关性的机务虚拟维修系统的场景管理

为解决机务虚拟维修训练系统中场景、模型一次性全部加载速度慢、内存占用量高的问题,基于任务的相关性提出一种场景管理方法。使用TF-IDF算法获取系统中包含的虚拟维修任务工卡的相似度并进行划分。工卡的相似度越高表示所描述的虚拟维修场景、维修工具、维修对象等虚拟资源相关性越强。当在场景资源加载、内存分配时,将相关性大于68%的任务工卡描述的虚拟资源利用伙伴系统进行加载分配,对于相关性小于42%的任务场景,则在伙伴系统中申请一块内存,并将这块内存划分为内存池进行加载分配。而任务相关性介于42%～68%的任务场景用双动态双链表的方法进行管理。解决了传统虚拟维修训练系统中加载资源时没有维修资源相关性分配管理的不足,分配方法没有任务针对性的局限,避免了单独划分内存块的系统分配时间。实验结果表明,改进后的分配方法减少了17%内存占用量,并提高了17.57的帧率。     

基于八叉树的虚拟场景管理器的设计与实现

以三维电子地图作为应用背景,重点介绍如何利用改进的八叉树来设计并实现一个三维场景管理器,用来对整个场景进行有效地组织和管理。在此基础上通过Android系统平台的原生OpenGL ES图形库将场景进行重现。针对场景划分过程,提出了基于模型特征的场景划分方式。经过实验证实了该方法可以在一定程度上避免不必要的内存开销,有利于应用在资源相对有限的嵌入式设备上。     

基于OGRE引擎的森林场景渲染研究

森林场景的实时渲染仍然是图形学领域的一大难题。针对森林场景的复杂性和大数据量等特点,该文在OGRE图形引擎的基础上,通过八叉树结合OGRE中的静态几何体的方法实现大规模森林场景的实时渲染。实验结果表明通过这种方法能够在实时渲染的基础上仍能保持较好的视觉效果。     

利用OSG三维图形渲染引擎实现的骨骼动画

动态实体模型是虚拟场景的重要组成部分,骨骼动画是表达虚拟场景中动态实体行为的主要技术。提出了一种虚拟场景中三维模型骨骼动画渲染的策略,即采用第三方软件建立三维动画模型,基于Cal3D动画控制机制,使用OSG三维图形渲染引擎对虚拟场景中运动的三维模型进行模拟。在VisForest软件的基础上,集成了骨骼动画渲染方法,解决了动物在虚拟地表上“踏空”的问题,扩展了动态实体在虚拟环境中的行为模拟。以梅花鹿和大象为例,逼真地模拟了动物在虚拟环境中的奔跑和行走的过程,模拟过程中动作衔接比较自然。     

基于AutoCAD和3DSMAX的虚拟校园三维场景构建研究

当前的虚拟校园三维场景构建方法是利用osgEarth获取GoogleEarth数据,构建虚拟校园三维地图,然后依据本地地形信息与三维场景模型完成对虚拟校园的三维场景构建;该方法在三维场景构建过程中没有考虑到校园后续建设发展,只凭现在所需进行三维场景构建,导致虚拟校园三维场景杂乱,存在虚拟校园三维场景构建顾虑不周的问题;为此,提出一种基于AutoCAD和3DSMAX的虚拟校园三维场景构建方法;该方法首先利用Kinect的RGB深度摄像头获取校园平面数据、影像数据和贴图资料,采用相机阵列合成算法对所得校园图像进行特征提取,然后依据非局部均值滤波方法对获取的校园图像进行去噪操作,最后利用边缘方向和梯度表示中的结构方向与强度,对校园图像外轮廓的纹理特征进行收敛,依据外轮廓纹理特征收敛实现校园图像内轮廓的准确定位,将校园图像与虚拟校园三维场景构建所需图像进行匹配,由此完成对虚拟校园三维场景的构建;实验结果证明,所提方法是虚拟校园三维场景构建领域革命性的突破,提高了学校的招生率,增加了校园文化历史的展现机会,为该领域的研究发展提供了有效依据。     

一种基于OC的大规模场景可视化算法

为了实现大规模三维场景的有效剔除,在简要分析了已有可视化算法之后,提出了一个完整的采用遮挡剔除的场景可视化算法.首先使用八叉树对场景进行组织和管理,接着在生成层次遮挡图的基础上,对潜在被遮挡体进行覆盖测试,并提出了可以较早结束测试的方法,随后根据硬件遮挡查询的结果将物体送往渲染.最后给出了一种基于开放图形引擎OGRE(Object-Oriented Graphics Rendering Engine)的实现架构以及算法特点分析.     

基于OSG的虚拟场景漫游技术研究

虚拟场景是虚拟现实应用中必不可少的部分,但是由于其构成的复杂性使得对它的管理和编辑非常困难。文章利用OSG（OpenSceneGraph）提供的虚拟场景管理和图形渲染优化的特点,提出实现漫游设计和碰撞检测的方法。