三维景观系统的研究与实现

三维可视化技术为人们描述现实中的三维世界提供了很大的方便和可能性。作为该项技术的体现，“三维景观系统”已在多个领域中得到充分的应用。文章首先阐述在三维景观系统中三维虚拟场景的构造方法，然后介绍了景观系统中交互漫游模块的设计，并对三维景观系统中交互漫游模型一些主要功能的实现做出了说明。这些研究都已应用到作者开发的三维景观系统当中，收到了满意的效果。     

多点触控技术在三维虚拟博物馆文物数字可视化中的应用

针对传统博物馆文物数据可视化存在交互效果不佳的问题,提出以陕西省历史博物馆为研究对象,构建一个基于多点触控技术的三维虚拟博物馆设计与漫游系统。首先,采用二维形式进行博物馆三维设计;然后通过多点触控屏幕展示博物馆三维设计效果;最后采用基于变分圆形树图实现层次化数据交互可视化,以提升文物数据空间利用率,并采用层次切换交互技术实现文物数据可视化交互。实验结果表明,对于EOL数据的前6层圆布局测试中,对比于传统的圆形树图和加权能量算法,提出的变分圆形树图的空间利用率提升了4%～52%,且将提出多点触控技术应用到三维虚拟博物馆中可实现文物数据的可视化交互。由此说明,提出的算法可有效提升虚拟博物馆的空间利用率,设计的基于多点触控技术的层次化文物数据可视化交互系统具备一定的可行性。     

地质教学场景交互式可视化研究

在地质教学理论方法研究与实际应用中,地质教学场景的交互式可视化再现了实地地质信息,加深了学习者对所获取数据规律、本质的认识。本文基于Vega平台创建实时仿真环境,从地形图提取地理信息数据,将二维的离散数据转换为三维连续数据,建立三维地形表面和空间实体模型;同时利用遥感数据连续记录地表真实信息的特点,将遥感数据作为虚拟景观纹理贴图,更加真实的反映了地质景观,最终实现了野外教学实习基地地质景观的三维可视化实时漫游。     

三维虚拟无刷直流电机动态仿真方法研究

针对目前电机CAD软件直观性和交互性不强,本文设计了一个无刷直流电机(BLDCM)虚拟设计平台,将三维虚拟电机系统动态仿真引入到电机设计中。本系统采用3ds Max三维建模软件建立无刷直流电机系统仿真的虚拟场景,将电机系统虚拟仿真所需的数据存储在Microsoft SQL Server2005中以实现数据的共享,并使用OpenGL图形库对电机系统的三维模型进行重绘并控制以反映电机的实际运行状况。该软件提供了一个可视化的电机系统仿真环境,为电机设计的可靠性提供直观有效的依据。     

基于Unity3D的虚拟博物馆信息可视化系统

信息可视化技术可以帮助我们加深对大规模复杂数据和信息间相互关系的理解, 而三维技术为信息可视化领域带来了新思路. 本文根据杭州工艺美术博物馆虚拟博物馆三维展厅浏览和藏品知识点信息浏览的可视化需求, 设计并实现了藏品信息可视化系统. 该系统基于Unity3D开发平台搭建, 根据杭州工艺美术博物馆虚拟博物馆藏品信息可视化需求分别设计实现相应的三维可视化组件, 通过Web3D客户端技术实现了用户通过浏览器高速、便捷地浏览博物馆三维可视化信息的功能需求.     

三维虚拟城市景观基础平台的设计与实现

虚拟城市是当今数字城市建设的一个重要组成部分。该文根据现有的硬件环境和网络环境提出了三维虚拟城市景观基础平台的系统结构，分析了基础平台中的三维空间数据管理、三维空间数据可视化和设计方法，最后在此基础上讨论了此基础平台的实现细节。     

虚拟蜜罐可视化系统的设计与实现

随着我国科学技术的不断发展,各种计算机网络已经融入社会的各个领域,随着产生的数据量也日益增大,导致网络安全问题登上了舞台,各种网络安全事件层出不穷,对于网络安全的研究意义也越发地重要。本文设计了一款虚拟蜜罐主动防御可视化系统,整体系统设计分为三层,蜜罐层,数据处理层以及可视化分析层。该系统通过柱状图和饼状图分别对协议占比进行可视化展示,并利用折线图展示系统实时流量数据的走向以此来初步分析当前网络状态,而后使用CNN模型对流量数据进行分类判别,最后综合以上分析能够实现对流量数据的可视化分析,达到主动防御的效果。     

三维虚拟产品展示系统的开发与研究

随着虚拟现实和网络技术的飞速发展,虚拟产品的在线展示已经成为企业宣传与销售的重要手段。而如何实现产品的三维可视化展示及动态交互设计已成为当下亟需解决的问题。对比其他已有展示系统的优劣,结合最新三维虚拟展示技术,设计并开发了基于3Ds Max与Virtools的三维虚拟产品展示系统。系统以某汽车展厅为原型,用户可以登录系统,观看逼真的三维虚拟场景,并在虚拟场景中进行交互操作。     

基于Java3D的三维栅格生成与可视化*

针对在实际生产过程中采样点数据之间的相关性对生成的三维栅格数据影响的问题,使用了八分域搜索算法以及实验变差函数来改进原有的距离反比加权算法。该方法能够减少搜索距离以及丛聚效应,并且使用Java3D创建了三维可视化的虚拟场景,对最终生成的三维栅格进行显示。最后,通过可视化的效果,证明改进后的算法更符合实际情况。     

基于VTK的医学三维可视化分析系统

计算机断层扫描、核磁共振等生成的二维DICOM数据已被广泛应用在现代临床医疗诊断中,但其直观性差,使诊断的效率低下,并且对医生的经验要求高.对此,针对医学体数据场,以可视化类库VTK为基础,在Windows平台上以Visual C 为开发工具,研究实现了一个医学三维可视化分析系统.主要讨论了采用外接球面法改善光线投射算法绘制速度的改进的体数据绘制方法,以及任意方向虚拟切片的提取和虚拟切片内插值问题.系统可以对重建出的三维可视化几何模型进行多种操作和任意方向的切片提取,对诊断具有参考价值,提高了诊疗方法的直观性、准确性和科学性.     

基于开源场景图形的三维可视化与信息管理系统设计

对于产品虚拟装配的三维呈现过程中难以实现零件信息管理问题,结合电动车模型的拆装,提出三维可视化与信息管理技术融为一体的设计方案。首先,建立三维模型库,并根据电动车模型的拓扑结构和辅助信息,如零件的材质、型号等,建立信息库;其次,读取信息库中零件与子装配体间的父子关系信息建立目录树,根据子装配体与场景树均为“多叉树”组成结构的原理进行子装配体的三维呈现,再对子装配体的各个节点设置动画完成拆装呈现;最后,采用多线程方法将电动车配件信息管理与可视化有机结合,实现支持三维的拾取交互查询和检索定位查询等功能。系统以世纪鸟电动车进行验证,实现了三维可视化技术与信息系统相融合,能快速有效地为电动车的三维呈现和虚拟装配提供技术支持。实例验证表明,所设计系统可以有效地将零件的信息管理融入到虚拟装配的三维可视化中。     

利用 WebGL 技术实现机房动态虚拟装配设计的可视化

本文设计并实现了一个面向机房的动态虚拟装配系统.该系统将传统的三维虚拟装配分解为二维装配和三维可视化两部分.在二维装配阶段,用户只需简单的交互操作就可完成机房的装配,配置结果记录在系统动态生成的配置文件中;在三维可视化阶段,系统根据配置文件可视化装配结果,实现虚拟装配.这种动态虚拟装配的架构有效提高了装配的效率,使装配更简捷、修改更容易.此外,该系统采用 WebGL 技术实现可视化,使得该系统的操作可全部在浏览器端完成,系统的发布和使用更加便捷.     

虚拟牙种植导航系统研究与开发

针对传统种植方法容易产生植入位置不正和虚拟设计手术难转移问题,文章设计一种基于VTK可视化类库实现新型的CT图像三维虚拟牙种植导航系统;通过对能提供详细软组织,植入区牙颌骨及相邻解剖结构的CT数据进行预处理,三维重建,三维切割与测量;医生能在此系统中参考种植体、邻牙及相关牙骨结构,进行虚拟种植体植入位置、尺寸、角度的设计并通过配准融合的方法生成种植导航导板;实验结果表明:该系统能真实直观地再现牙颌骨全貌,准确地把虚拟手术转化到实际手术中,提高了牙种植修复效果。     

基于嫦娥一号CCD相机和激光测距数据的月球三维可视化系统

嫦娥一号成功地获取了月球表面高分辨率和高清晰的地形和影像数据,为建立全月球三维场景的可视化提供了真实而丰富的数据源.通过分析大规模空间数据的三维可视化,介绍了所设计和实现的月球三维可视化系统的功能、体系结构和工作流程,并对系统的关键技术进行了重点讨论.实例结果表明,月球三维可视化系统在空间数据可视化建模、栅格数据和矢量数据的组织方式、极区数据的三维表现,以及数据的动态调度和三维场景的实时渲染技术等方面都有独特的解决方案,实现了全月球大规模数据的无缝组织、高效访问和无缝浏览.     

基于虚拟制造的三维数控仿真系统开发

本文评述了虚拟制造技术和三维数控仿真的含义和发展,结合虚拟制造技术对数控仿真系统进行了研究,提出了三维可视化虚拟加工环境的系统结构,通过对设计过程中相关技术要点的探讨,运用OpenGL、VB和VC 等软件,开发出基于虚拟制造的三维数控仿真系统。     

基于静态LOD的输电线路虚拟地形渲染优化算法

针对输电线路三维可视化系统中大规模地形场景的渲染问题,提出一种基于静态LOD的虚拟地形绘制优化算法. 建立输电线路廊道内地形高程数据的分块模型,将视角移动速度纳入细节层级的评价因子中,结合视点距离、地形复杂度等因素改进评价函数. 通过阈值判断网格内数据点高程值的方差,选择不同的线性插值函数完成地形曲面的模拟效果. 实验结果表明所提算法有效减少了运动状态下地形三角面的绘制数,具有更加流畅的虚拟场景帧数和良好的地形仿真效果.     

三维地形生成及其可视化处理研究

针对在三维地形处理领域中存在的地形数据获取困难,可视化处理过程复杂真实感效果不强的问题.文中提出了一种三维地形生成和可视化处理的方法,该方法采用分形算法生成虚拟地形数据,然后将其存储为地理信息系统中通用的数字高程数据格式,最后将数据导入三维建模软件Multigen Creator 3.0中,结合网格生成、三维投影和纹理映射等,进行可视化处理.仿真试验表明:该方法能快速获取有效的地形高程数据,经过处理后得到了直观的,真实感较强的三维显示效果图.该文为三维地形生成和可视化处理问题提供了一种有效的、可实现的处理方法.     

基于数据驱动的航天器三维可视化系统设计

航天器数据庞大繁杂,为了给设计人员提供快速检验设计思想的便捷工具,对基于数据驱动的航天器三维可视化系统进行了研究。在分析航天器可视化系统特点的基础上,提出系统功能要求,继而提出了基于数据驱动的三维可视化系统构建方案,介绍了可视化系统组成、核心模块关系。在基于MFC框架及Vega Prime为主的开发的前提下,对系统模块划分进行了研究,给出模块功能和实现方案。为了提升系统展示效果,对消息缓冲与插值延迟、特效集成与驱动机制、相机管理和场景切换等关键技术提出了优化设计方案,使之更加适应航天器可视化展示需求。设计系统较传统可视化系统展示更为流畅,场景视角切换更为智能。系统已应用于多个航天器研发工作中,应用效果证明系统具有良好的通用性和实用性,具有一定的推广价值。     

虚拟校园漫游系统建模方法及关键技术的研究

本文运用OpenGL在Visual C++开发平台下实现了三维校园的可视化过程。以吉林师范大学四平校区为实例进行探索和研究。通过数据信息采集、数据信息处理、三维模型的建立等相关过程,构建出了一个效果较逼真、显示较顺畅的三维可视化校园场景。通过实现了虚拟校园漫游系统中的相关功能,对吉林师范大学的教育宣传、就业招生、人才招聘,对外交流、展现办学实力等方面都有重要的作用。     

基于STL的Delaunay TIN构建的研究与实现

地形可视化是虚拟地理环境研究中的重要组成部分,而设计一个合理的地形数据的组织结构和一个高效构建地形模型的算法是实现地形实时漫游、查询、分析以及规划等三维地形交互式操作的重要前提。借助C++语言的STL,设计了地形三角网的数据结构,改进了章孝灿等人提出的三角网构建算法,利用VC++和OpenGL实现了地形的快速构建及可视化,为以后的地形可视化与三维交互式操作提供了基础。