三维可视化概念层次模型

通过建立平面、三棱柱、六面体和箭头等通用体素,表示概念设计中的功能、分功能、基本功能和原理解,有效扩展了虚拟现实建模语言(VRML)描述概念层次模型的能力;并以雷达为例,直观地建立概念设计过程中的三维层次模型,辅助产品的概念设计。     

VRML在三维动态交互地图可视化中的实践

针对三维动态交互地图的可视化问题,探讨了VRML的技术特点及其在解决三维动态交互地图可视化问题中的应用潜力和存在的问题,并采用Visual C^ 与VRML 2．0相结合进行了三维动态交互地图可视化的初步实践,取得了成功的应用。该工作主要集中在：（1）通过北京门头沟地区地形的可视化,探索了VRML表达较大数据量数字地形的能力;（2）开发了三维动态交互地图可视化的原型系统,并在北京人口变化可视化中进行了应用。     

基于VRML的三维地形场景生成.

详细分析了VRML的特点、动态交互的原理及其在VRML中三维地形场景的生成技术。依照VRML语法扩展了适合三维地形网络表达的VRML原型节点，从而将使三维大规模地形数据可直接进入VRML世界、高精度数学运算和实时交互漫游。     

基于格网划分的海量地形数据三维可视化

首先按照格网划分方式对研究区域进行分割,采用与视点相关的静态LOD模型,在格网块内以四叉树进行管理,根据误差以二元三角树方式进行LOD模型预处理,并采用三角形条带进行若干不同层次的LOD模型文件组织;然后按照格网块进行视景体投影裁剪,结合动态内存调用、多线程管理的数据引擎方法以及视觉光滑处理,实现了海量地形数据的三维可视化及漫游．实验结果表明,文中算法具有处理数据量无限制、效率高、效果好等特点．     

基于VRML的三维地质体可视化研究

论文根据地学领域的实际情况,提出了一种在VRML环境下实现地质体三维可视化的方法。该方法采用双层高程格网分别模拟地质体上下表面,用普通三角网连接两层表面的边界,从而构成一个视觉上的三维地质体。最后,笔者综合运用VRML语言中IndexedFaceSet节点和ElevationGrid节点中的coord、color、coordIndex以及normal等字段构造了一个能够在网络上运行的三维地质体,取得了良好的视觉效果。     

三维医学可视化系统

介绍三维医学可视化系统实现的原理及应用。系统通过应用最新的计算机图象处理和图形学技术、实现了图象输入、图象配准、三维重建,数字放射透视图等功能,提供了三维的人体组织、器官的空间形态与位置、为医生的诊断、治疗提供了强有力的可视化工具。     

煤矿巷道三维可视化研究

对煤矿巷道三维可视化的关键技术进行了研究,分析了巷道三维模型的数据基础和数据结构,将巷道网络看作是由结点和弧段构成的图,分析了单个巷道弧段三维建模的算法、多巷道交叉结点的三维建模算法,并基于三维建模,实现了巷道的三维可视化。     

计算机三维电磁辐射场可视化系统

计算机三维电磁辐射场可视化系统由三维电磁辐射场造型、场强空间向颜色空间的映射、视觉模型的建立、图象合成计算、图象增强处理、等位面提取、磁力线模型求取、辐射源模型立体图生成、场整体分布图象生成、场在任意截面上分布图象生成以及场在特征球面上最大场强的动态采样与在特征球面上分布状况的动态显示、频率－场强特性曲线的生成等模块组成。本文就其系统结构各模块功能及特点作了介绍。     

雷电监测数据三维可视化技术研究

为研究满足目前气象行业需求特点的全国雷电监测数据三维可视化技术,实现雷电数据的二维与三维融合交互显示,采用面向对象语言Visual Studio .Net(C#)集成ArcEngine进行雷电监测数据三维显示系统的开发,解决雷电数据在二维及三维地图上的处理与显示问题。介绍ArcEngine组件的二次开发、地图数据的处理以及二/三维间雷电数据的交互显示方法。实验结果表明,采用上述方法构建的国家雷电监测数据三维显示系统能更好地满足实际业务需求,为防雷减灾等工作提供更直观的决策支持服务信息。     

水下机器人三维可视化控制系统

研究水下机器人可视化系统问题,由于海洋作业情况复杂,存在弱观测、大时滞环境中机器人的稳定性和实时性差,控制显得尤为困难。针对目前可视化系统开发难度大、周期长的缺点,提出了一种WPF技术的三维可视化系统的设计方案,包括3DSMAX几何建模,Expression Blend 2三维可视化实现和Visual Studio 2008控制代码设计。结果表明,采用改进的泛化图形环境的方法为水下机器人可视化系统的实现提供了一种高效、简易的途径。经水池实验证明,系统能够对水下机器人进行实时可视化显示并完成操控任务。     

基于物理模型的舰艏浪三维可视化

针对以往舰艏浪三维可视化中仅从实际观察出发建立动态模型,不能反映舰艏浪物理运动规律的问题,提出一种基于物理模型的舰艏浪三维可视化方法。该方法将舰艏浪物理模型应用到三维可视化中,采用边界元方法计算得到舰艏浪外形数据,利用粒子系统技术建立了三维动态模型,基于OpenSceneGraph粒子系统,在VS2010平台上实现了舰艏浪的三维可视化。实验结果表明该方法更符合物理运动规律,能较好地模拟舰船航行时的艏浪。     

面向 Web 的建筑三维模型可视化方法研究

针对当前工业基础类(IFC)标准文件与 WebGL 框架集成方案存在模型语义完整性差及数据互操 性弱等问题,提出一套建筑信息模型(BIM)数据网络可视化实施方案。该方案以 IFC 标准文件作为输入数据源, 首先对 BIM 模型进行重构,并提出基于 IFC 结构树的构件实例层次拆分策略将原始 IFC 文件实施数模分离; 然后,将重构后的 IFC 模型文件向 glTF 格式文件进行转换,并在转换过程中完成几何空间和语义属性的双重 关系映射;最后,提出基于层次包围体(BVH)结构的 BS-AB 场景构件可视性检测算法对建筑构件进行可见性剔 除。实验结果表明：该方法能够显著减少 BIM 模型数据冗余,且高效完成了对复杂 BIM 场景不可见构件的剔 除工作,降低了渲染管线的开销,为基于 IFC 标准与 WebGL 框架集成方案的 BIM 模型数据网络可视化提供了 一种可行的参考方案。     

3D矢量模型切片方案评价方法

针对目前对切片方案的评价只能通过实际成品来事后检验,提出了一种3D矢量模型切片方案的预测评价方法。根据封闭轮廓环点集和工程图文件两种数据类型对3D模型进行重建,并计算扫描路径总长。通过2D逐点连线及3D逐层拉伸技术完全模拟实际的叠层制作过程,得到跟切片方案相对应的具有阶梯效应的可视化模型。实验表明,该方法可对切片数据进行快速3D重建及路长计算,其结果可用于切片方案的预测评价,有效降低了开发成本。     

Intelligent multi-shot 3D visualization interfaces

In next-generation virtual 3D simulation, training, and entertainment environments, intelligent visualization interfaces must respond to user-specified viewing requests so users can follow salient points of the action and monitor the relative locations of objects. Users should be able to indicate which object(s) to view, how each should be viewed, what cinematic style and pace to employ, and how to respond when a single satisfactory view is not possible. When constraints fail, weak constraints can be relaxed or multi-shot solutions can be displayed in sequence or as composite shots with simultaneous viewports. To address these issues, we have developed ConstraintCam, a real-time camera visualization interface for dynamic 3D worlds.     

A geoscience perspective on immersive 3D gridded data visualization

We describe visualization software, Visualizer, that was developed specifically for interactive, visual exploration in immersive virtual reality (VR) environments. Visualizer uses carefully optimized algorithms and data structures to support the high frame rates required for immersion and the real-time feedback required for interactivity. As an application developed for VR from the ground up, Visualizer realizes benefits that usually cannot be achieved by software initially developed for the desktop and later ported to VR. However, Visualizer can also be used on desktop systems (unix/linux-based operating systems including Mac OS X) with a similar level of real-time interactivity, bridging the “software gap” between desktop and VR that has been an obstacle for the adoption of VR methods in the Geosciences. While many of the capabilities of Visualizer are already available in other software packages used in a desktop environment, the features that distinguish Visualizer are: (1) Visualizer can be used in any VR environment including the desktop, GeoWall, or CAVE, (2) in non-desktop environments the user interacts with the data set directly using a wand or other input devices instead of working indirectly via dialog boxes or text input, (3) on the desktop, Visualizer provides real-time interaction with very large data sets that cannot easily be viewed or manipulated in other software packages. Three case studies are presented that illustrate the direct scientific benefits realized by analyzing data or simulation results with Visualizer in a VR environment. We also address some of the main obstacles to widespread use of VR environments in scientific research with a user study that shows Visualizer is easy to learn and to use in a VR environment and can be as effective on desktop systems as native desktop applications.     

基于VTK的矿体三维可视化研究与实现

矿体三维可视化是矿业软件研发、数字化矿山建设的基础和重要内容。结合大型矿业软件系统DiMine的开发实践,对VTK的体系结构进行了分析,在此基础上对VTK的cell类型及数据集类型进行了扩展,并设计实现了相应的类,利用VC++开发工具开发了一种新的矿体三维可视化平台。研究表明,该平台在可视化性能以及分析结果展示等方面比当前国外主要矿业软件具有更大的优越性。     

基于三维可视化的计算机辅助痛风诊断方法

为方便骨科医生更为准确地对痛风性关节炎进行诊断,提出一种基于三维可视化的计算机辅助痛风诊断方法,实现区域分割、三维重建及指标评估分析三大功能。以双能量CT序列为输入,利用阈值分割、区域增长及逻辑回归等算法对骨质和尿酸盐结晶(monosodium urate,MSU)区域进行分割,以统计相应指标和对分割后区域进行三维重建的方式进行辅助诊断。实验结果表明,该方法能够精确地统计痛风诊断相应指标,并可在二维和三维空间显示定位相应的骨质及尿酸盐结晶区域,有效辅助医生进行诊断。     

基于VRML和JAVA3D的图形协同模式

对于网络三维图形协同系统而言,如何构建在异地、异构CAD系统下能为各设计方所普遍接受的讨论模型是该系统的关键。本文结合VRML的强大表征功能和JAVA3D的强大操作功能,应用了基于VRML模型范本生成JAVA3D世界中的镜像,从而直接在JAVA中对该镜像进行协同浏览的设计模式。根据这一模式,结合即时通讯和电子白板模块,作者实现了一个网络图形协同的原型系统。     

基于VRML技术的水利工程三维地形景观生成

以水利工程行业常用的专业地形图为基础,讨论了水利工程格网DEM的构建和地形景观的生成方法,并结合VRML技术,实现了水利工程三维地形景观可视化方法。