基于WebGL技术的三维煤场重建系统

基于二维图像实现三维重建一直是三维可视化中一个重要的研究内容。现有的实现方法基本上都是基于C/S架构或借助第三方插件实现,对于系统的稳定性和实用性带来较大的影响。针对这一不足之处,设计了一套B/S架构二维图像重建三维场景的系统应用于煤场三维可视化,并实现移动端、电脑端无插件浏览。后端程序利用python脚本对图像进行处理操作,前端通过JavaScript获取数据和渲染模型。实验表明,本文设计的三维煤场系统具有较好的实用性。     

基于Three.js的3D磁盘阵列设计

WebGL（Web Graphical Library）让浏览器在无需安装插件的情况下即可渲染出3D图形,而封装了WebGL低级别API的three.js更是为3D图形的高效创建提供了可能.针对传统方法的磁盘阵列可视化不够直观以及交互功能单一的问题,本文提出了基于three.js的磁盘阵列三维（3D）可视化的框架,从仿真建模和交互两方面阐述了3D磁盘阵列的设计思路,并给出了相应的实现过程.相对于传统方法,提出的3D可视化框架能够创建真实的三维场景,给用户带来流畅丰富的视觉以及交互体验.     

基于WebVR的医学体数据可视化

传统的医学体数据可视化通过计算机屏幕显示三维医学影像,由于使用者对二维屏幕缺乏深度感知,对于组织内各部位无法准确判断相对位置,难以观察理解。为了解决这个问题,结合虚拟现实(VR)技术与体绘制技术,提出并实现基于WebVR的医学体数据可视化系统。基于B/S模式设计系统的整体架构,浏览器端从服务器端获得体数据,使用WebGL调用本地显卡对渲染进行硬件加速。运用光线投射算法进行体绘制,渲染结果通过浏览器显示或使用WebVR连接至VR设备显示在虚拟空间中,实现沉浸式的可视化。同时,针对虚拟现实环境对光线投射算法提出优化方法,实现激光拾取、体数据内部可视化和平面裁剪的交互方式。系统实现了新的三维立体视觉的感知方式和方便灵活的交互功能,增强使用者对三维医学体数据可视化影像的感知。     

基于Three.js的飞行仿真系统设计

传统的富客户端飞行仿真系统在使用上受到应用程序和硬件设备的限制,导致其开放性、易用性、跨平台性存在一定缺陷,难以满足设计人员在离开实验室后的使用需求。针对上述问题,本文对Web三维可视化进行深入研究,利用WebGL在不安装任何渲染插件的情况下,支持浏览器端进行2D/3D硬件加速渲染的优势,以WebGL第三方图形库Three.js为实现基础,构建数据驱动的三维飞行可视化仿真系统,使用户可以在Web端无缝访问系统的服务资源。该系统由气动数据驱动,实时模拟了飞行器运动轨迹,同时兼顾天空效果、尾焰特效以及摄像机漫游,增加仿真效果真实性,使用户可以通过浏览器端得到直观丰富的三维仿真效果,具有良好的应用价值。     

基于WebGL的3D可视化告警系统关键技术研究与应用

如何将工业生产设备的运行情况形象立体的展示给管理者,一直是3D可视化研究领域的热点。本文提出了一种基于Web GL技术的3D可视化告警系统设备管理运维方案,在浏览器端对工业生产设备进行虚拟化仿真模拟,并把设备运行情况呈现给设备管理人员,使数据的展示更加形象立体,给设备管理者以交互感和沉浸感。此外,本文还研究了该方案实现过程中涉及到的场景渲染技术,通过改进基于八叉树的视锥体剔除渲染算法,提高了复杂三维场景的渲染性能,解决了系统渲染复杂三维场景时浏览器响应时间过长的问题。最后,本文给出了一个3D可视化告警系统的设计与实现。     

面向浏览器的医学影像可视化系统

目的 当前各大商业公司和开源社区所提供的医学影像可视化系统依赖于各类平台以及与平台相关的插件,难以实现跨平台访问.为此提出并实现了基于HTML5的面向现代浏览器的医学影像可视化系统.方法 基于B/S(browers/server)模式进行系统整体架构与设计,设计自定义的传输协议提供各种定制的图像可视化服务.对于2维影像,采用HTML的canvas技术和WebGL技术进行浏览器端硬件加速.对于3维医学影像,采用前后端异步操作的策略以提供渐进式可视化.算法构造原始数据的多分辨率采样,并在用户交互过程中实现自适应可视化.结果 在不同的浏览器、多组临床医学影像肝脏数据上测试了系统,表明系统支持跨浏览器的可视化.测试2维和3维可视化的结果表明,系统支持2维影像的实时可视化(25帧/s),支持3维影像的交互可视化.对于512×512×154的医学体数据,低精度绘制模式的可视化效率可以达到60帧/s,高精度绘制模式的可视化效率可达到 1帧/s 的绘制效率.结论 本文面向浏览器的医学影像可视化系统利用当下新兴的WEB技术实现了跨浏览器、跨平台地对用户提供服务,为远程及移动医疗影像可视化系统提供了机会.     

基于VTK三维地震数据体绘制系统框架

针对地震数据信息量大的特点,文中提出了一种针对三维地震数据体绘制系统的框架。解决的方法是将数据处理、用户交互、渲染绘制分离成三个模块,并且设计了层次结构来保持模块之间的独立性,便于各个模块的修改、更换和扩展,提高了可视化绘制系统快速开发的灵活性。基于三维可视化开发工具包VTK,设计并编程实现了一个地震数据体绘制系统界面。通过实验结果证明,此体绘制方案是可行的、有效的。     

基于B/S架构的三维体数据可视化系统的设计过程

设计并实现了一个基于B/S架构的三维体数据可视化系统,系统在服务器端进行数据存储和处理;浏览器端采用基于WebGL技术实现了实时直接体绘制和三维等值面绘制.     

高分辨率表意性绘制EI北大核心CSCD

随着实际应用需求日趋复杂,表意性绘制在如何提高计算效率、数据吞吐性能和绘制效果方面都存在着挑战.文中面向大规模三维数据可视化应用,提出一个高效的交互式表意性绘制框架.首先基于Map Reduce并行计算框架提出一种自适应的三维模型高分辨率并行光栅化方法;然后设计了一种称为可交互像素块(IPB)的数据存储格式;再基于IPB提出一种适于在线交互的高分辨率表意性绘制方案,以满足非真实感着色、轮廓线和透明等多种效果的集成显示;最终实现了一种基于浏览器-服务器(B/S)架构的轻量化交互可视化服务.对于任意的三维模型,文中方法只需要对其进行一次并行光栅化预处理即可提供在线服务,满足用户对大规模三维模型的各种表意性绘制和交互探索的需求.实验结果表明,该方法适用于大规模CAD设计、博物馆交互展示以及旅游景区指示等大规模场景可视化应用.     

高分辨率表意性绘制

随着实际应用需求日趋复杂,表意性绘制在如何提高计算效率、数据吞吐性能和绘制效果方面都存在着挑战.文中面向大规模三维数据可视化应用,提出一个高效的交互式表意性绘制框架.首先基于Map Reduce并行计算框架提出一种自适应的三维模型高分辨率并行光栅化方法;然后设计了一种称为可交互像素块(IPB)的数据存储格式;再基于IPB提出一种适于在线交互的高分辨率表意性绘制方案,以满足非真实感着色、轮廓线和透明等多种效果的集成显示;最终实现了一种基于浏览器-服务器(B/S)架构的轻量化交互可视化服务.对于任意的三维模型,文中方法只需要对其进行一次并行光栅化预处理即可提供在线服务,满足用户对大规模三维模型的各种表意性绘制和交互探索的需求.实验结果表明,该方法适用于大规模CAD设计、博物馆交互展示以及旅游景区指示等大规模场景可视化应用.     

基于阿里云的裁断机监控系统设计

采用云技术和WEB技术,设计了一款基于阿里云的裁断机监控系统,系统主要分为阿里云WEB监控端和本地运动控制端,本地运动控制端主要工作是采用Win form框架在本地服务器搭建了上位机系统,通过OPC UA协议与裁断机控制器进行数据交互,控制裁断机完成对冲裁料的加工;阿里云WEB监控端采用前后端分离的模式进行开发,基于VUE框架设计了前端用户操作界面,并通过Canvas标签搭建了排样结果可视化区域;基于Django框架设计后端,主要编写了刀模排样算法用于生成单一刀模样片在冲裁料上的排样方案,并将开发完成的系统部署至阿里云服务器;最后,通过搭建MQTT数据交互模块实现裁断机冲裁命令的下发和运行数据的回传.     

基于SpringBoot的运载火箭信息交互指挥平台

为满足新一代运载火箭地面测发控系统通用化需求,减少平台研发、测试和维护成本,设计并实现了一种基于SpringBoot的运载火箭信息交互指挥平台,平台集成了信息交互、参数监测、数据判读及存储等功能,为指挥和判读人员提供了一种高效、便捷的工作方式;平台在满足业务需求的基础上,实现了软件自动化和国产化,减少了软件部署、移植的人工成本;经过试验表明该平台能够适应某系列运载火箭测发控系统的测试流程,实现了运载火箭地面数据的监测和判读,为测发控类软件一体化设计提供了一定的参考价值。     

批量渲染系统的设计和实现

针对物体识别研究领域大量三维图像到二维图像的转换问题,设计并实现了批量三维图像自动渲染系统。在图像效果保持不变的前提下,提高了三维图像渲染的工作效率。点云模型渲染测试表明,系统渲染速度快、效率高。系统适用于多种类型的三维模型渲染,具有良好的可扩展性和可移植性。     

基于单幅图像的海南生态资源三维图像重构与建模方法

论文研究网络三维交互技术(Web3D)环境下基于二维图像的三维图像重构、几何建模技术及可视化方式。通过对海南生态资源物种的特点及形态特征分析,研究其3D几何模型数据的三维建模与三维图像重构方法,提出适合海南生态资源媒体的3D模型数据的建模方法和可视化方式,给出了海南生态资源Web3D模型数据库的技术框架。研究成果为设计开发海南Web3D数字生态博物馆系统提供技术支持和数据服务,为生态物种的数字化图像信息采集起到借鉴和参考作用。     

基于OGRE引擎的虚拟场景浏览

虚拟现实技术的虚拟交互性得到了越来越广泛地应用,虚拟场景浏览技术有效地解决了现实世界的时空局限等瓶颈问题.在对虚拟现实(3I)原理研究分析的基础上,依据插件设计的思想,设计了一种基于OGRE引擎的虚拟场景浏览框架,框架明确的包含两个端:渲染端和控制端.渲染端封装了OGRE渲染引擎,实现了快速实时的渲染;控制端,通过建立虚拟漫游交互机制来完成虚拟场景与外设的实时控制.基于OGRE八叉树的场景管理、射线查询算法、寻路算法、物体的拣取、RTT等技术的运用实现了用户与虚拟环境的交互系统,用户操作信号输入到计算机中并作用于虚拟环境,创建实时渲染处理结构,实现人与虚拟环境的实时快速的交互;基于OpenAL,OggSound的音效系统,克服了用户在场景浏览时的单调与乏味,更具真实感,丰富了场景浏览的真实性.在实践中应用OGRE图形引擎、CEGUI界面库、OpenAL,OggSound声音库实现了该系统.     

运载火箭总体设计仿真及评估平台方案研究

针对运载火箭总体设计过程的特点,提出了运载火箭总体设计仿真及评估平台,系统论述了平台定位、功能需求、顶层组成框架设计等相关内容.平台实现了运载火箭的专业模型集成、数据集成和飞行可视化,并支持系统评估和优化设计.     

基于Spring Boot的云端数据监控管理与可视化应用系统

为了实现对存储在云端空气质量数据的管理与实时可视化展示,构建了一个基于Spring Boot的云端数据监控与可视化系统.系统为B/S架构,采用Spring Boot框架搭建后端微服务实例,使系统的配置与监控变得简单.Vue.js框架实现前端页面开发.使用Axios插件封装的Ajax技术来实现数据交互,实现前后端连接与逻辑交互同时,减少服务器开销与响应.本系统通过云端数据库可以查询到11种空气成分信息,包括:PM_1.0、PM_2.5、PM₁₀、CO、CO2、NO、NO₂、O₃、SO₂、甲醛、TVOC,除此之外还监测包括温度、湿度、风速、坐标,时间等其他相关属性.实现了数据监控下载、报警管理、百度地图可视化多个功能.程序将部署在阿里云端,方便用户远程访问web项目.其中Spring Boot框架与Vue的结合实现了系统的前后端分离,使系统具有良好的稳定性、实时性与高效性.     

医学图像可视化的视觉优化方法

由于受主观意识和经验等因素的影响,医学图像可视化中传递函数的选择和设置会直接影响医学图像可视化效果.为此,提出一种基于视觉优化的医学图像可视化方法.针对三维医学图像绘制,采用基于GPU加速的光线投射体绘制半自动化传递函数,解决了三维图像全局和焦点上下文的优化显示问题;针对二维图像呈现,借助直方图均衡化、图像融合和全变分模型3种图像增强算法,解决了二维医学图像噪声干扰、对比度模糊和边缘丢失等问题.通过与传统方法的实验对比,三维医学图像在绘制时间和绘制效果方面均有改善;引入图像质量评估指标峰值信噪比和平均结构相似性,验证了全变分模型在二维医学图像增强中的有效性.结合视觉优化方法设计开发了医学图像可视化交互系统,包含对医学数据的三维可视化和交互分析功能,有效地拓展算法的应用性.     

基于虚拟现实技术的建筑景观一体化设计研究

由于当前国内建筑景观设计工作中的虚拟现实技术应用对效果图制作单位存在过度依赖,不可避免地导致设计工作成本增加,设计周期延长,同时设计品质保障亦受到一定的不利影响。因此,提出新的基于虚拟现实技术的建筑景观一体化设计研究方法,通过实际案例研究其应用效果。将建筑景观方案CAD图纸文件导入SketchUp软件进行轻量化建模,将二维图形转变为三维模型。模型优化后赋予Enscape材质,调用Enscape资产库素材布置室外环境场景,观察即时渲染效果,根据方案表达需要调节Enscape渲染设置参数。实验结果表明,SketchUp建模软件与Enscape渲染器兼容性好;材质渲染逼真,环境光照射阴影明暗变化显著;虚拟现实技术学习及工作成本低,缩短了设计周期;设计同步实时可视化能力强,适合方案创作阶段使用。     

基于三维GIS的海量数据可视化关键技术研究

文章提出了针对三维GIS中海量空间数据的的面向交互操作的三维可视化关键技术,并搭建了原型系统。该方法解决了基于外存三维模型与地形海量数据可视化效率低,并难以进行添加、删除、平移等交互操作的问题,使得海量数据显示与交互操作不会降低场景的绘制效率。