面向路桥施工问题求解的功能图形数据模型

针对现有路桥施工问题求解所常采用的工程数据模型的缺陷,提出了功能图形数据模型.以功能图形对象建模技术为指导,以特征线、特征线数组为基本数据结构描述具有可变长非结构化的工程图形,进行相关几何和专业计算,表达特征线数组间存在的协同合作关系,支持功能图形对象的动态计算过程,实现了一种利用简单数据结构创建复杂工程图形对象的新途...     

基于单元划分的复杂岩层面三维建模方法研究

针对现有岩层面三维建模方法未系统考虑含断层、陷落柱等地质条件的复杂岩层面三维模型构建的问题,通过定义投影度和投影单元,给出了不同地质条件下岩层面水平投影单元特征,同时提出一种基于单元划分的复杂岩层面三维建模方法。先划分岩层面水平投影单元和空间插值单元,将水平投影单元边界、空间插值单元边界、岩层面控制点和控制线作为约束条件,对实投影单元进行约束Delaunay三角剖分;然后分别求解各个空间插值单元内三角网顶点对应的岩层面空间插值点,并应用计算机三维图形技术绘制岩层面三维图形。实例分析结果表明,通过划分水平投影单元和空间插值单元,可将复杂岩层面分解为多个一般岩层面,从而降低其三维建模难度;合理进行约束Delaunay三角剖分和空间插值,可有效构建复杂岩层面的三维模型。     

基于矢量建模的AUV水下目标探测仿真方法研究

采用矢量建模与虚拟仿真技术,模拟自主水下机器人(Autonomous Underwater vehicle,AUV)环境感知功能,对目标探测传感器视域及目标特征进行矢量建模。根据目标探测传感器的特征参数,利用边界矢量点描述目标探测的视域范围。以三维地理信息系统理论为基础,采用基于面向对象数据模型和基于表面三角剖分的方法来构建水下目标的三维空间数据模型。以三角形的空间拓扑关系为基础,分析了任意两实体的空间拓扑关系,并将其用于水下未知目标探测。通过水下目标的建模实例和探测仿真实例验证了建模与目标探测方法的正确性和可行性。     

地质体3维模型的研究进展

地质体3维模型是地学工作者研究的重点和热点,在地质工程、地质灾害预警与防治、矿山管理等方面得到了广泛的应用。地质体3维模型研究涉及构模方法、数据模型、数据结构等多方面的内容。本文在对国内外地质体3维模型领域的研究成果进行对比研究的基础上,综合阐述了地质体3维模型相关研究领域的研究进展,对相关的构模方法、数据结构、实际应用进行了分类对比分析,提出了地质体3维模型应遵循的原则。对地质体3维模型的研究现状进行了综合分析,并就构模方法、数据结构、空间分析等方面进行了深入的阐述。在综合研究前人成果的基础上,提出了多层TIN和TEN的3维地质体模型,并对该方法的可用性做了实验。     

基于四面体剖分的并行地质块体建模方法

针对传统三维地质建模面临的内存消耗大,运行效率低的问题,提出了一种基于非结构四面体网格的并行地质块体建模方法。该方法采用“分治合并”的思想。首先将地质层位散点融合分割成若干个独立封闭块体;然后对每个块体进行表面三角形网格剖分,限定四面体剖分等步骤,形成块体的四面体网格剖分;最后将所有块体网格合并成最终地质模型。该方法中的块体剖分步骤应用多进程并行进行,提高了方法效率,并分摊计算机内存压力,可满足大尺度地质构造块体建模需求。该方法可为基于非结构网格的数值方法（如有限体积法、有限元方法等）的地震正演、偏移等算法提供合适的模型数据。     

虚拟加工环境中的三维图形数据结构的研究

在虚拟加工环境中,三维图形的处理是一个中心的技术问题,主要包括,三维图形的几何建模方法;三维几何图形的显示数据结构;三维图形的编译处理等,提出了一种能够满足虚拟加工环境的三维图形的数据结构,实现了三维图形的环境人,毛坯的对接等功能。     

基于OpenGL的三维建模在水利行业中的应用

三维建模技术可以真实地再现人们身边的物体,研究三维建模技术对于三维立体图像技术的进一步发展具有十分重大的意义。在水利领域,三维仿真越来越被重视,OpenGL是优秀且功能强大的图形库,文中利用OpenGL,采用基于三角剖分的方法对库区的地形进行建模,从而实现库区地形的实时仿真,对于更加复杂的三维实体可以采用先用3DMAX等专业的建模软件进行建模,再导入OpenGL以便简化建模过程,提高效率。实验结果表明采用这种基于三角剖分的方法来建模是可行的,文中给出了实例。     

多边形三角剖分与三角细分的研究与实现

多边形是构成三维模型表面的基本元素,多边形的三角剖分及三角形的三角细分是计算机三维快速建模及纹理帖图的基本技术。本文在研究平面多边形的三角剖分及其三角网格化相关理论的基础上,利用面向对象技术及递归程序设计方法,实现多边形的三角剖分及其三角细分的算法设计,并对该算法的执行效率进行分析。实验结果表明,该算法具有较高的运算效率及实用价值,对实际应用有较好的参考作用。     

基于OpenGL的三维建模在水利行业中的应用

三维建模技术可以真实地再现人们身边的物体，研究三维建模技术对于三维立体图像技术的进一步发展具有十分重大的意义。在水利领域，三维仿真越来越被重视，OpenGL是优秀且功能强大的图形库，文中利用OpenGL，采用基于三角剖分的方法对库区的地形进行建模，从而实现库区地形的蜜时仿真，对于更加复杂的三维实体可以采用先用3DMAX等专业的建模软件进行建模，再导入OpenGL以便简化建模过程，提高效率。实验结果表明采用这种基于三角剖分的方法来建模是可行的，文中给出了实例。     

数字油田地上下三维集成建模系统研究

在对油田地上下二三维建模过程中各类数据分类和解析的基础上,采用地上CSG+地表GRID+地下Pillar混合模型建立地上下统一的数据结构和接口,分析三维地形、三维油藏、三维地物、地表二维矢量三维化、坐标系与坐标转换等可视化建模方法,根据OSG平台建立统一的三维场景,提出基于面的三维网格消隐算法和基于离散属性值的邻域作用力网格平滑算法,研究三维垂向剖切、剖切面展布与井轨迹在剖面上的投影,实现基于遗传算法的水平井水平段设计优化技术。以内蒙古某油田为实验对象,结果表明,该系统可用于数字油田地上下三维集成建模。     

储罐径向偏差测量机器人工程化开发

大型储罐容积检定是法定计量项目,目前应用广泛的光学垂准线法需要人工牵引磁性滑车沿罐壁的竖直母线多次往返以测量储罐径向偏差,测量过程人工劳动强度大,容易偏离测点,操作不便.开发了一种基于永磁吸附并能附着罐壁行走的径向偏差测量机器人工程化样机,能够很好地解决上述问题.该机器人采用了永磁吸附、履带式移动的设计理念,由机器人带动其上的测量装置标尺在储罐罐壁爬行,到测试点位置时自动停止,再由地面的光学垂准仪读取标尺的数据作为该测试点的径向偏差数据;样机自重小于10 kg,竖直爬行速度可达6m/min,往返横向偏移不超过5 mm/10 m.该成果使测量过程省力便捷,实现自动化测量,提升了储罐容积检定的效率.     

The Mesh Propagation Algorithm for Isosurface Construction

A new algorithm, Mesh Propagation, is presented for the generation of isosurfaces from three-dimensional discrete data sets. While producing the same surface mesh as that generated by a corrected Marching Cubes algorithm, its characteristic is that it constructs an isosurface using connected strips of dynamically triangulated polygons. This compact data structure speeds up surface construction and reduces surface storage requirements. The surface can also be displayed more quickly, particularly where there is hardware support for rendering triangle strips. With engineering as well as medical imaging applications in mind, the algorithm can be used with both irregular and rectilinear grids of data, the primitive volume elements need not be hexahedral only, and volumes of heterogeneous polyhedral elements are supported without traversal complications. The algorithm propagates through the cells in the grid and uses the same lookup table topologies as Marching Cubes to determine patches of surface-element intersection; additional tables are used for non-hexahedral elements. The surface patches are dynamically coded into triangle strips which are then concatenated and linked to construct the surface. The data structures used for propagating through the volume overcome the topological ambiguities associated with table-based methods of surface construction and no holes are generated in the final mesh.     

Three-dimensional Bézier interpolation in solid modeling and grid generation

Bézier and B-spline patches are popular tools in surface modeling. With these methods, a surface is represented by the product of univariate approximations. The extension of this concept to three-dimensions is straightforward and can be applied to the problem of grid generation. This report will demonstrate how rational Bézier basis functions can be used to generate three-dimensional solids that can be used in solid modeling and in the generation of grids. Examples will be given demonstrating the ability to generated three-dimensional grids directly from a set of data points without having to first set up the boundary surfaces. Many geometric grid properties can be imposed by the proper choice of the control net, the weights, and the twist models.     

Skeletal Reconstruction of Branching Shapes

We present a new method to reconstruct an implicit representation of a branching object from a set of data points scattered on its surface. The method is based on the computation of a geometric skeleton inside the data set. This skeleton is simplified in order to filter noise and converted into skeletal elements – a graph of interconnected curves – that generate an implicit surface. We use Bézier triangles as extra skeletal elements to perform bulge free blends between branches while controlling the blend extent. The result is a smooth reconstruction of the object, that can be computed whatever its topology. The skeleton offers compact storage, and provides an underlying structure for the reconstructed object, making it easier to edit in a modeling or animation environment.     

基于3dsMAX/Creator/VP的复杂坦克建模关键技术研究

针对Creator孱弱的建模和贴图能力所产生的模型拟真度不够的问题,以某型坦克作为建模对象,兼顾系统的实时性和拟真性,重点阐述了如何使用3dsMAX与Creator结合的方式制作复杂仿真模型;研究了模型数据库优化、外部引用和实例化等关键技术。利用VegaPrime（VP）自带的转换工具将FLT模型打包为vsb文件,最后使用VP和VC＋＋开发平台,成功地实现了高拟真度坦克的视景仿真,画面帧数达到预期指标,提高了视景仿真节点的逼真性和沉浸感。对其他复杂武器建模应用于视景仿真提供了很多启示。     

全站仪在立式金属罐容量检定中的应用

立式金属罐容量的准确计量非常重要。使用全站仪法对立式金属罐容量进行检定,通过近四年的理论和试验研究,对立式罐检定中的技术问题进行了解决。试验数据表明,使用全站仪法检定立式金属罐容量能完全符合规程要求,且效率高,数据准,并避免了高空作业的危险,值得在立式金属罐容量检定／校准领域推广。     

辣椒植株三维重构与可视化研究

为构建辣椒植株可视化模型,借助三维数字化仪获取了辣椒枝干、叶片和果实的真三维数据,结合球B样条曲线模拟了枝干的三维形态,利用NURBS曲面和T样条拼接方法建立了辣椒果实几何模型,描述节、果实的凹凸、顶端叶序等局部特征,在各器官的自动着生过程中,避免器官间的碰撞.模拟结果表明,该方法得到的模型较真实地反映了辣椒的诸多细节,具有较高的真实感,为辣椒三维形态交互设计和可视化模拟提供了技术支撑.     

Design automation for customized apparel products

This paper presents solution techniques for a three-dimensional Automatic Made-to-Measure scheme for apparel products. Freeform surface is adopted to represent the complex geometry models of apparel products. When designing the complex surface of an apparel product, abstractions are stored in conjunction with the models using a non-manifold data structure. Apparel products are essentially designed with reference to human body features, and thus share a common set of features as the human model. Therefore, the parametric feature-based modeling enables the automatic generation of fitted garments on differing body shapes. In our approach, different apparel products are each represented by a specific feature template preserving its individual characteristics and styling. When the specific feature template is encoded as the equivalent human body feature template, it automates the generation of made-to-measure apparel products. The encoding process is performed in 3D, which fundamentally solves the fitting problems of the 2D tailoring and pattern-making process. This paper gives an integrated solution scheme all above problems. In detail, a non-manifold data structure, a constructive design method, four freeform modification tools, and a detail template encoding/decoding method are developed for the design automation of customized apparel products.     

海战场环境下船体建模技术研究

虚拟海战场的三维船体建模与实时显示是构成虚拟海战场视景仿真系统的重要部分,包括几何形体建模、纹理映射以及视觉效果处理等内容。利用VC作为开发工具,Oracle作为舰船性能结构数据库管理软件,OPenGL作为图形API,通过完成一个仿真模型,提出了解决建模逼真度与仿真实时性矛盾的一些措施。