基于平面图像的集成成像方法研究

集成成像技术是一种能够较为真实地再现三维场景的立体显示技术,研究发现平面图像在经过计算机处理后能够得到其视差图像。本文基于集成成像技术的原理提出一种适用于各类层次分明平面图像的计算机生成集成成像方法,该方法通过对平面图像进行分层和像素平移来获取视差图像,从而得到子图像阵列,并使用连续抽样法和间隔抽样法将子图像阵列转换为单元图像阵列。实验证明,在对视差图像形成中位移量等参数设定合理的情况下,本文提出的方法可取得较好的立体显示效果。     

牙齿三维虚拟切片交互式定位与二次提取

针对当前医学图像三维重建模型切割角度有限、模型内部交互缺失与切割精度不高的问题,提出一种基于交互式定位的三维虚拟切片二次提取的方法.在Visual C++平台下,结合当前具有高度的灵活性与可移植性的可视化工具包VTK,采用该方法对牙齿模型进行二次切割,能有效地弥补当前交互性弱与精度不高的问题,有良好的操作性与实时性.同时该方法可以对三维模型的任意部位进行二次切割,在医学领域具有较好的应用前景.     

一种三维医学图像切割算法

采用一般的直接体绘制算法进行三维图像切割操作不能很好地满足实时交互的要求。提出一种基于剪切-弯曲方法的切割算法。该算法首先在中间图像平面上合成出被去除物体的掩码，并与变换到该平面上的切割面纹理图像一起，选择重采样那些在纹理图像以外的变化了的象素，最后采用弯曲变换产生最终三维图像。采用该方法可以减少对三维物体图像象素的合成计算，从而提高绘制速度。实验表明，该算法可以实时显示切割效果，且图像质量无明显变化。     

基于点线关系解释正轴测画隐线图

提出了一种基于点与直线关系从正轴测画隐线图建立平面立体线框模型的新方法。给出了基于点线关系的基本约束,根据正轴测画隐线图中隐含的点与直线位置关系建立约束方程和一个线性系统,通过求解该线性系统,得到平面立体的三维信息。该方法适用于解释平面立体的正轴测画隐线图。用算例进行了验证。     

正交双目视觉长轴类零件装配端位姿检测方法

为解决非正交双目立体视觉在长轴类零件三维位姿检测中需要多个特征点进行匹配,计算量大以及视野中难以获取整个零件的图像等问题,提出一种基于正交双目立体视觉检测长轴类零件装配端三维位姿方法.采用光轴正交的两个相机同时采集长轴类零件装配端的图像,分别采用亚像素法对所采得的图像进行处理,可以得到被检测长轴类零件装配端在两个相机图像坐标系内的位置和姿态,再依据正交双目立体视觉模型对两组位置信息进行融合得到其三维位姿.实验结果表明:利用两个CMOS相机构成的正交双目立体视觉能够快速、精确检测长轴类零件装配端的三维位姿.该方法只需要一个特征点进行匹配,计算量小、简单易行,适用于通过机器视觉引导工业机器人进行精密长轴类零件的快速装配.     

体三维显示系统的插值和扫描线段映射法

绍了基于旋转二维发光二极管(LED)阵列的体三维显示系统的数据处理方法.原始三维数据以网格数据形式存储在3DS文件中,采用切割算法实现数据集从笛卡儿坐标系到显示空间的柱坐标系的转化.对切割所得的线段设计了插值映射法和扫描映射法,以完成体素化过程.插值映射法将LED视为理想点光源,扫描映射法则考虑了LED的尺寸.分别用这两种方法对多个实际三维模型进行处理,通过再现处理后的数据结果以及计算体素点的平均位置偏离程度等方法比较它们的优劣.实际表明扫描映射法因为更贴近系统的硬件特点,而产生的体素点位置偏差小、冗余体素点少,处理结果更好     

真三维成像系统结构设计及GR空间模型分析

本文提出了一种基于下投影的真三维立体成像显示系统。讨论了一种基于空间和时间的三维模型体素构造的新方法——体素铸模法,并推导了四维局部状态空间模型Givone-Roessor,此模型利用状态矢量和输入矢量计算和表征体素变量,模型在某时刻计算的各变量只与相邻的体素或前一时刻有关,减少了计算量。系统机械结构简单轻便,成本低,功耗小;视场角大,除天顶点外,在整个x-y平面以上的半球空间均可成立体像;Givone-Roessor模型计算量小,便于微控制器实现,为真三维立体成像显示提供了一种新方法。     

基于阈值区间的水平集算法在耳蜗分割中的应

为了获取独立的三维耳蜗模型，提出了一种交互式、半自动、由粗到细、结合三维显示反馈的耳蜗分割方法.浏览二维切片,调节图像强度区间并选取感兴趣区域,从颞骨螺旋CT(computed tomography)图像中对耳蜗进行粗分割;采用基于阈值区间的三维水平集（level set）分割算法对耳蜗进行细分割.应用可视化技术,对分割结果进行实时显示,显示结果作为用户进行参数调节的参考依据,经过多次人机交互,直至获得满意的分割结果.利用临床颞骨螺旋CT图像进行耳蜗分割实验,结果表明该方法适合于分割结构复杂且表面光滑的目标.     

采空区单站激光等距扫描与高效三维重建方法

采空区三维空间形态的精确获取关系到矿山安全生产、高效开采和资源有效回收,传统的采空区三维激光等角扫描方法具有扫描盲目性和数据采集分布不均匀性等缺点.结合采空区自身空间几何特点,提出采空区三维激光等距扫描方法,以及基于半球面-平面联合投影的激光扫描点云数据建模算法:采用预扫描采空区若干剖面获取轮廓信息,分析并提取基准轮廓线;在此基础上解析三维激光等距扫描的径向角度和轴向角度控制指令,以此驱动激光扫描仪运作,获取分布均匀的空区点云数据;结合激光扫描点云数据可投影至球面上这一特性,提出了半球面-平面联合投影准则;通过任意轴坐标旋转机制和Delaunay三角剖分原理完成水平面点云数据的构网,最终基于拓扑关系映射实现采空区的快速精确建模.矿山采空区建模的试验结果验证了该探测方法的有效性,为采空区三维空间信息精确获取及建模提供了整体解决方案.     

立体显示与三维液晶技术研究

三维立体显示作为一种全新模式的视觉革命,成为今后显示技术发展的主要方向.在三维空间对物体成像,突破了平面的限制,三维立体图像具有直观、逼真、信息量大的特点.文章阐述了立体显示技术原理,通过对当前主要自动立体显示技术的分析与对比,指出其优缺点与发展趋势.最后重点研究了3D液晶显示技术成像原理与最新进展,对其应用前景进行了展望.     

面向立体显示的点采样栅格优化策略及其性能分析

针对一般笛卡尔采样数据量大的局限性,提出了基于体心立方(body center cubic, BCC)栅格的点采样方法,给出了采样矩阵的定义,分析了BCC格型的空间排布优势,设计了基于体心立方的优化采样策略,包括栅格的划分、物理空间和采样空间的坐标映射,采样密度和采样矩阵计算.将该方法与一般笛卡尔栅格进行了性能分析和比较.实验结果表明,BCC栅格采样比一般笛卡尔栅格减少30％的体数据量,加快了立体数据的预处理速度,并在立体显示中取得了较好的视觉效果.     

基于3DS MAX信息源的体三维显示技术

为了在真实的体积空间内重建三维图像，利用高速旋转的发光二极管（LED）面阵列作为显示媒介，以PIC单片机为核心组成控制电路建立了体三维显示系统。采用数字图像处理方法从3DS MAX软件的三维模型中获取离散的特征点信息，以光电触发器提供的外部中断信号为同步信号，单片机向数据存储器和LED专用驱动芯片提供控制信号和工作时序，驱动LED发光，逐行显示获得的二维图像序列。由于人眼的视觉暂留特性，快速显示的二维图像序列被感知为一幅连续的三维图像。再现的三维图像无需辅助设备就可在0°～360°内任意观察，并真实地体现了源图像的三维特性。     

体显示中点阵扫描模式对体像素方位的影响

建立了基于二维点阵屏旋转的体显示系统，在三维空间内预设位置上产生的体像素均来源于
快速旋转和瞬时发光的点阵像素，利用人眼的视觉暂留效应得到三维图像。当逐行或逐列地扫描点阵屏时
，点阵像素在扫描时序上的不同步和屏幕的旋转运动将导致在不同扫描瞬间产生的体像素不在同一空间方
位上，因而虽然所有的点阵像素总是处于屏幕所在的物理平面内，但在一次完整扫描后由之产生的瞬态体
像素将不再处于同一个二维平面内。建立以高速发光二极管为点阵像素的体显示系统，实验结果表明，在
高速扫描情况下，体像素的实际方位与预设方位的偏差可以忽略，系统能够较好地再现三维模型，并且可
以任意选择视点直接观看。     

虚拟环境下参数化建模和运动仿真的研究与实现

在VC编程环境下,运用OpenGL实现机械齿轮的三维参数化建模,并运用有向包围盒技术实现其运动仿真.分别采用显示列表技术和双缓存技术克服了传统动态模拟显示中仿真速度慢和闪动现象,所实现的零件三维模型逼真,仿真显示速度快,为进一步设计齿轮减速器和其他多子体连接系统的三维动态仿真提供参考和借鉴.     

彩色体三维显示系统中的体素绘制与仿真处理

采用小尺寸、高亮度、全彩色发光二极管(LED)作为体像素建立彩色体三维显示系统,可提供Φ850 mm×640 mm的柱状显示空间,屏幕分辨率为320×256,体素总数最多可达2亿.为了更好地分析系统的性能及显示效果,建立了相应的数据处理及仿真软件.利用3DS MAX生成具有表面纹理的三维模型,3ds文件及BMP文件作为软件数据源.原始数据被体素化后获得体素点的颜色信息,经换算后可转化为LED驱动电路的电信号用于实际显示.同时运用OpenGL实现体素数据的仿真,仿真结果表明：在系统的硬件水平下对不同彩色模型均可达到较好的显示效果.对相同模型进行体素化处理,其结果表明：提高显示屏的分辨率可明显改善显示质量;在一定的二维截面数范围之内,提高二维截面数可提高显示质量.     

Experimental study on the mechanical and failure behaviors of deep rock subjected to true triaxial stress: A reviewOA

It has become an inevitable trend of human development to seek resources from the deep underground.However, rock encountered in deep underground engineering is usually in an anisotropic stress state(σ₁>σ>σ₃) due to the influences of geological structures and engineering disturbances. It is therefore essential to study the mechanical, seepage, and dynamic disaster behaviors of deep rock under true triaxial stress to ensure the safe operation of deep rock engineering an...     

海洋温度场的三维可视化

全面考虑了海水温度的数据类型与采集方式,分析了海洋温度场的特点,采用多重二次型插值法生成一个连续的海洋温度三维空间数据场.结合体视化技术,对海洋温度场进行了分类,给出了一种有效的实现海洋温度场的三维可视化的方法.     

海洋温度场的三维可视化

全面考虑了海水温度的数据类型与采集方式，分析了海洋温度场的特点，采用多重二次型插值法生成一个连续的海洋温度三维空间数据场．结合体视化技术，对海洋温度场进行了分类，给出了一种有效的实现海洋温度场的三维可视化的方法．