立体可视化——新兴的灵境技术

立体可视化是９０年出现的可视化及计算机图形学的一个重要领域。立体可视化质变计算机图形学带来了一场革命,并在其众多的应用领域中取得了突破性进展,不仅容易实现图形演示的虚拟真实性（灵境）,而且可以将视野深入至复杂物体的内部世界,文语文介绍立体可视化技术的原理,立体数据的生成,处理及演示。     

大区域地形可视化技术的研究

近年来，地形场景的实时绘制已受到人们越来越广泛的关注，目前已经提出的一系列场景加速绘制算法,虽然在不同的应用场合也取得了一定的效果，但都存在着局限性，尚不能满足大区域地形环境的实时高速绘制的要求，而与其密切相关的技术主要涉及到地形多分辨率表示、海量地形数据和纹理数据的分页管理、地形和纹理数据的LOD控制、地形和纹理数据的快速存取和更新等．为了能够对地形场景进行实时绘制，在对大区域地形数据管理和实时绘制技术进行研究和试验的基础上，对构建视相关动态多分辨率模型的方法进行了改进，实现了地形模型多分辨率表示与视相关的有机结合，并提出了一种高效的场景数据存取方法，进而实现了一个整合自适应三角网剖分、地形场景数据分页管理和动态更新等相关技术于一体的地形三维可视化系统，试验结果表明，该算法能够实时绘制地形场景，且质量较好．     

船舶运动可视化仿真平台的设计与实现

船舶仿真系统设计,船舶航行风浪环境的稳定性和实时性研究可通过可视化进行分析。因此场景的可视化是船舶仿真的重要内容,为帮助设计人员直观地观察控制器的控制效果,提出由船舶运动模型和以MMG模型为基础建立船舶运动数学模型,根据概率论和随机过程理论建立完整的海况模型,利用龙格-库塔法计算船舶的位姿,显示模块将船舶的运动位姿数据转换成图像,实现了数据的可视化。实验结果表明,平台能够实现船舶航行仿真及3D直观显示,同时环境因素对船舶运动的影响也与理论相符。系统可以满足视景仿真的实时要求,并提供了直观的验证方式,对船舶运动控制系统控制策略的选取和控制的设计提供了依据。     

利用无移动运动技术实现运动图像的显示

对于运动图像的显示，本文引入了一种无移动运动技术，这项技术的核心思想是利用一对正交的定向滤波核，并通过不断改变其相位得到一系列“运动”的图像，使图像内的物体在实际位置并不发生改变的情况下，产生视觉上的运动效果，本文将其应用于一幅BMP位图图像，并取得了很好的效果。     

3D数据场的可视化技术

文章全面地探讨了３Ｄ数据场可视化技术的内容、现状、实质及相关算法和视觉模型。     

航行船舶的运动估计在海浪预报中的应用研究

研究航行中的船舶运动估计及时性不高的问题.由于在海上航行的船舶受海浪运动的随机性和多向性影响,船舶的运动估计信号较复杂且难于提取.传统的方法是从船舶的运动交叉谱中逐一计算提取运动估计信号,存在计算量过大不能及时预报海浪的问题.为解决上述问题,提出了最大似然估计法完成海浪及时预报.根据船舶运动是窄带平稳随机过程的特点,采集船舶的实时横摇、纵摇、垂摇运动时间序列,并将船舶的运动交叉谱作为约束条件,采用最大似然估计法提取出隐含的运动估计信号,避免传统方法对交叉谱的逐一大量计算,然后利用船舶运动估计结果完成海浪的预报.实验表明,提出的方法能够快速获取航行船舶的运动估计信号,可及时完成海浪的预报.     

单点系泊船舶运动的仿真研究

应用计算机仿真方法，研究了潮流作用下系泊系统的运动响应。建立了三自由度运动微分方程。然后在仿真工具箱SIMULINK中建立了时域仿真模型。对系泊船只的运动进行了计算机仿真。给出了其运动响应的时间历程，讨论了系统刚性对系泊运动的影响，利用Liapunov理论分析了静止系泊位置的稳定性，指出了定性分析方法对于系泊系统设计的意义。     

基于谱的三维随机海浪数值模拟研究

为有效地模拟三维波浪,从已有的统计观测结果出发,应用P-M谱和SWOP方向函数的基础上,建立了风浪的三维随机波面数学模型,该模型采用多个随机余弦波叠加来模拟随机波浪曲面。最后利用Matlab实现了该算法,结果表明这种方法能有效地模拟三维随机海浪。     

氡及其子体运移模型的可视化技术

研究氡及其子体的运移机制是开展氡气应用研究和危害研究的基础。在氡及其子体运移假说的基础上,将计算机模拟技术引入氡运移的研究中,开发出一套在理想条件下氡及其子体运移的模拟系统。该系统利用可视化技术,借助计算机的图形图像处理能力,能够为用户提供直观的氡运移图形界面。经初步测试,模拟性能达到了设计要求。从而表明了采用计算机模拟技术,进行氡及其子体运移研究在理论上是正确的,在实践上是切实可行的。     

一种基于八叉树的三维实体内部可视化技术

鉴于传统的图形学-面图形学只能表达三维实体的表面的形状和属性，不能表达实体内部的属性，如纹理、密度场以及温度场等，因而在计算机图形学、CAD以及有限元分析等许多领域都需要一种新的可视化技术-三维实体的可视化技术，以表达实体内部的属性；三维实体的可视化技术是新兴的图形学-体图形学的一个重要组成部分，为了实现三维实体的可视化，针对CAD造型系统中的实际要求，根据体图形学的理论和八叉树的特点，提出了一种基于八叉树的实体内部可视化技术，该技术采用八叉树算法对边界数据结构表达的实体进行体元化。由于实体内部属性变化的不均匀，算法采用了不规则体元，以充分表达实体内部的细节，实际应用效果表明，该算法不但能充分表达实体内部属性，而且也具有一定的造型功能。     

船舶在波浪中运动的计算机仿真

该文叙述了将虚拟现实技术运用到船舶运动中的可行性和方法,介绍了在虚拟现实环境中整个船体的建模方法与步骤。然后根据船舶在规则波中的频域六自由度运动方程,理论计算船舶在规则波中的六自由度运动响应。在数值模拟的计算机编程中,使用了Visual C 编程语言并结合Ooen GL(Open Graphics Library)图形接口技术,开发了一套船舶运动仿真的软件系统。     

利用Simulink实现船舶运动的虚拟现实

该文建立了某型船平面操纵运动的Simulink的仿真模型，并利用虚拟现实工具箱(virtusl reality toolbox)实现了对船舶运动的虚拟现实，这有利于我们了解和研究船舶的一些极限运动(比如，可能导致倾覆的参数激振、横甩等)的机理。     

工程设计可视化技术研究及其应用

随着计算机软硬件技术、计算机图形／图象处理技术和CAD技术的飞速发展，实现工程设计可视化技术的条件己经成熟。本文介绍了工程设计可视化技术的国内外发展状况、主要研究内容和所需的计算机软硬件环境；详细讨论和系统总结了工程设计可视化技术的基础理论和实用技术结合重庆城市快速轨道交通和梁平万县高速公路方案可行性论证成功地实现了工程设计可视化。并归纳出工程设计可视化实现的一般途径，     

六自由度运动平台可视化软件的设计与实现

对六自由度平台运动可视化的研究将为平台研制提供新的手段。该文介绍了平台六自由度运动可视化软件的核心部分-驱动算法的原理和在OpengGVS中的实现过程．这一基于巧妙的坐标系选取和变换的算法,简洁明了地解决了虚拟平台和作动筒间复杂的协调运动问题。在这基础上开发的平台六自由度运动可视化软件基本达到了设计要求,使虚拟平台能够实时模拟真实平台的协调运动并实现了碰撞检测和多角度观察,取得了令人满意的结果。     

船舶运动视景仿真系统研究

由于航海在军事及经济中的重要性,船舶的运动研究也引起了人们的高度重视.文章介绍了在虚拟海洋环境中船舶运动的三维视景仿真系统.文中给出了船舶在规则波中的运动方程,用Creator仿真软件建立了船舶的三维模型,在Vega软件中对船舶的运动进行了实时交互控制.该系统在Vega的海洋模块中建立海洋场景,较真实地模拟了船舶在海面的运动情况.该系统不仅节约了研究经费,同时获得了较好的视觉效果,为后续的研究打下很好的基础.     

基于OpenGL的船舶电力系统三维可视化监控平台开发

船舶电力系统的监控对船舶的安全运行至关重要。为了更直观更真实的展示船舶电力系统的运行状态,设计开发了一种基于OpenGL的三维可视化监控平台。通过调用OpenGLAPI构造三维空间环境;根据船舶电力系统各种设备及其保护装置的物理特性建立三维模型,给定监控状态和仿真参数,实现了对设备模块的动态管理和对设备部件进行组态,构造了一个虚拟的船舶电力系统。通过采集设备状态数据,实现了对系统的组网监控和继电保护算法的实时仿真,配合各种颜色和动画展现出系统的状态,运行结果表明该系统具有直观、真实、交互感等特点,能够对设备的各种状态进行监控且具有保护功能。复杂的船舶电力系统结构和运行状态通过三维可视化的方式形象地表现出来,有助于操作人员更好地理解掌握系统运行过程,提高对船舶电力系统的操控能力。     

一种基于离散梯度向量域的可视化应用研究

研究了基于莫尔斯理论的离散梯度向量域方法，并将其应用于拓扑可视化。用该方法和流形可视化方法分别演示了Moebius带和海螺并做了分析对比，并介绍了相关理论，分析了如何构造离散梯度向量域，最后完成向量域的演示并给出了实验结果证明其有效性。该方法可直接应用于计算机辅助设计和虚拟模拟的演示。     

虚拟现实语言VRML与仿真结果可视化

介绍了虚拟现实语言ＶＲＭＬ的功能及在计算机仿真结果可视化中的应用。讨论了在动态系统仿真软件Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中生成的三维仿真结果到ＶＲＭＬ２．０场景数据的转换,及场景文件的自动生成问题,实现了在浏览器中对三维仿真数据的直观显示、观察和理解。     

An Evaluation of Visualization Techniques to Illustrate Statistical Deformation Models

As collections of 2D/3D images continue to grow, interest in effective ways to visualize and explore the statistical morphological properties of a group of images has surged. Recently, deformation models have emerged as simple methods to capture the variability and statistical properties of a collection of images. Such models have proven to be effective in tasks such as image classification, generation, registration, segmentation, and analysis of modes of variation. A crucial element missing from most statistical models has been an effective way to summarize and visualize the statistical morphological properties of a group of images. This paper evaluates different visualization techniques that can be extended and used to illustrate the information captured by such statistical models. First, four illustration techniques are described as methods to summarize the statistical morphological properties as captured by deformation models. Second, results of a user study conducted to compare the effectiveness of each visualization technique are presented. After comparing the performance of 40 subjects, we found that statistical annotation techniques present significant benefits when analyzing the structural properties of a group of images.     

基于神经网络的舰船运动短期预测

船舶在海上航行过程中受海风及海浪等因素的影响,使其产生六自由度的随机复杂运动。这对武器控制、舰载机着舰等操作起着相当的影响。该文分析了舰船运动姿态的时间序列特性,按照动力学系统反演原理,建立基于时间序列的非线性预测映射,根据在理论上三层感知器神经网络能够无限逼近任意非线性函数的特点,建立了用于时序分析的三层感知器模型,给出了时序反向传播算法。并进行了算例计算,从结果分析看,神经网络预测精度要稍高于时间序列分析法,为舰船运动短期预测提供了一种新的方法。