多尺度信息融合的船舶外板检测三维标志点识别方法

针对船舶外板开展数字化检测技术研究对提升船舶外板智能制造水平具有重要意义。为解决船舶外板检测参考点坐标获取问题,提出了一种识别三维标志点的方法,可在船舶外板数字化检测过程中为实测点云和模型点云的匹配提供参考坐标信息。该方法针对船舶外板结构特点和形面测量需求,设计三维标志点的几何结构。此外,结合三维标志点自身多种特征和周边结构差异化特征,将标志点多种尺度信息进行融合,实现对标志点的精准识别。最后通过标志点测量数据计算对应船舶外板上定位点的三维坐标。通过试验验证了在所提出的方法在三维标志点识别方面具有准确性高、定位精准的优点,将大幅提升船舶外板数字化检测的效率。     

曲率分析方法模拟被雨水冲刷三维模型外观

三维模型外观瑕疵模拟一直是真实感绘制中的热点问题.为了增强自然环境下场景的真实感,提出一种模拟被雨流冲刷三维模型外观的方法.首先提出三维模型在自然环境中的暴露程度、三维模型表面法向与污染源方向对模型表面的污染程度的定义,并对污渍堆积进行模拟;然后针对三维模型表面高斯曲率与平均曲率确定凹凸区域;最终剔除凸区域的污渍并绘制凹区域的污渍,模拟雨流冲刷后的表面.将文中方法应用到多个三维模型进行实验并与其他方法进行比较的结果表明,该方法对于模拟被雨水冲刷三维模型的外观简单、可行,并且具有很强的真实感.     

一种基于结构的三维模型检索方法

内在结构特征作为三维模型的一个重要特征,从逻辑上代表了模型的形状特征。通过计算不同三维模型的表面点信息,提取出三维模型的骨骼信息作为特征值,并与需要查询的目标的结构特征进行匹配比较,最终得到查询结果。不同于常用的基于表面特征的三维模型检索方法,该文采用一种体素化三维模型、提取骨骼得到结构特征,通过图编辑距离匹配特征值得到检索结果的三维模型检索方法。     

船舶海浪中非线性随机运动的可视化技术

研究船舶海浪中运动的可视化技术.通过采用船舶在海浪中运动的可视化技术,可以使船舶设计人员能够更直观地了解船舶的运动性能.采用具有平台独立性的OpenGL图形库对船舶在波浪中运动的可视化进行描述,讨论了建立船舶模型的可行方法和如何建立三维波浪的数学模型.考虑随机波浪及船舶的非线性阻尼、非线性恢复力矩,建立船舶横摇运动的非线性微分方程.采用Runge-Kutta方法求解非线性微分方程,根据数值模拟结果,应用OpenGL中的函数来生成船舶在海浪中运动的动画.所开发的程序模拟的船舶和波浪是三维的,可以对不同有义波高的波浪和不同船舶的运动进行模拟.     

基于pillar grid三维地质体表面模型提取算法

在油气勘探开发过程中,三维地质建模技术应用越来越广泛。pillar grid是目前主流三维地质建模软件应用的结构化网格,提供储层流体流动的描述方法。如何更加直观地展示地质体构造形态,将地质体网格数据中三维地质体表面模型提取出来在地质建模中具有较高的应用价值。因此,提出一种三维地质体表面提取算法,对基于pillar grid三维地质体数据进行解析,提出其表面模型来辅助计算机可视化展示。该算法主要包含基于pillar grid无断层三维地质体表面模型提取算法和带有复杂断层三维地质体表面模型提取算法两部分。通过实际的三维地质体模型数据进行算法验证,证实该算法能够较好地实现基于pillar grid复杂三维地质体表面模型提取功能,满足实际需求,具有应用价值。     

基于表面粗糙度的自适应三维模型盲水印算法

针对已有的三维模型盲水印算法在相同鲁棒性约束条件下模型失真度较大的问题,提出一种基于表面粗糙度的自适应三维模型盲水印算法。引入视觉掩盖的思想,通过计算三维模型表面粗糙度以及各顶点相对位置选择待嵌入顶点,使得水印嵌入强度自适应于模型表面粗糙度。实验证明此算法在保持鲁棒性约束条件下能够有效降低模型的失真度。     

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。     

基于力反馈技术的三维模型表面绘制技术研究

本文将力反馈技术引入虚拟绘制过程中,提出一种基于力反馈技术的三维模型表面绘制方法。首先分析毛笔在三维绘制过程中的受力和变形,采用弹簧-振子模型建立三维毛笔模型;然后由毛笔碰撞变形后的最小包围球找出碰撞相关点,计算碰撞相关点的平均法矢确定投影平面,通过计算毛笔的变形得出在投影平面上的笔触,将该笔触投影到三维模型表面,同时控制毛笔的受力和运笔路径叠加笔触获得具有特定书法效果的三维笔道;最后介绍了仿真系统,使用Phantom Desktop力反馈设备在该系统中实现了三维模型表面的绘制。仿真结果表明,该方法再现了三维模型表面绘制的力觉控制过程,增强了绘制过程中的真实感。     

基于手绘线条的三维模型雕刻

为了生成复杂模型表面的几何纹理,提出一种三维模型的高效雕刻方法.首先根据用户交互方式生成手绘线条,通过曲线细化操作确定手绘曲线经过的三维模型表面边点,并去除手绘曲线经过的模型三角面片,将去除部分经三角剖分成小三角面片之后再插入到原始模型中;然后计算三维模型上的顶点到手绘线条集的距离,确定三维模型上与手绘曲线集的距离小于等于特定纹理宽度的顶点,并根据用户选取的轮廓函数计算顶点平移距离以及平移方向;最后对三维模型上手绘线条附近的顶点进行平移,得到模型的雕刻效果.实验结果表明,该方法能够方便、高效地实现三维模型表面的线条雕刻效果.     

基于OpenGL的三维表面轮廓仿真

在保证X—Y水平方向精度的前提下．采用激光干涉式的三维表面轮廓仪来获取三维券面轮廓信息,然后建立了一种基于OpenGL的三维仿真模型,对三维表面形貌进行了更加真实再现。通过实际的测量,结果表明该模型具有可视化程度高、立体感效果好、信息量足、实用方便的优点。     

基于聚类的三维模型检索算法

将聚类算法应用于三雏模型对称特性的提取上,实现三维模型的检索.对三维模型表面进行采样,根据采样点计算三维模型的对称平面,通过聚类算法得出三维模型实际的对称平面,以此对称特性作为三维模型的特征信息,进行三维模型的检索.     

三角网格剖切算法的研究

在三维表面模型重建及可视化中,为了便于观察三维表面模型的截面大小和形状,需要对模型进行剖切操作。因为一般的模型网格数据既包含空间坐标信息又包含拓扑信息,而对表面模型进行剖切不但会改变其空间信息,而且还会破坏拓扑信息。本文提出一种表面模型剖切的方法,使剖切后的表面模型仍能保持正确的拓扑信息。     

基于离散算法的三维建模技术及其应用

针对目前三维建模领域的现状及存在的一些问题,提出了基于离散算法的三维建模技 术。从工程应用的角度出发,主要讨论了三维实体表面的数据预处理、三维实体表面的离散化以及离 散网络模型的拓扑关系和模型交互剖切算法,最后结合开放图形连接库OpenGL、ObjectARX以及面 向对象程序设计(OOP)技术开发了一套矿床三维模型仿真系统。运行结果表明该三维建模方法操 作简单、实用性强,具有很好的推广应用前景。     

基于D-TIN剖分的三维人脑表面模型重建算法*

为解决人脑表面结构特征建模中CT以及MRI等二维图像显示所带来的信息遗漏、观察不便等缺陷,提出了基于D-TIN（Delaunay TIN）剖分的三维人脑表面模型建模策略。针对实体模型分层切片数据,以离散拟合思想为算法依据,采用Delaunay不规则三角网剖分技术,动态构建模型表面控制点之间的拓扑关系,以此生成三维人脑表面模型;进而结合OpenGL可视化工具,对模型进行可视化渲染,最终得到满足医学需要的三维人脑实体模型。该模型直观、清晰、全面地再现了人脑的表面结构,对脑部病变的认知、手术指导以及认知神经科学     

基于OpenGL等的船舶阻力仿真软件系统

该文介绍了＂船舶阻力仿真软件系统＂的功能及实现方法.开发本系统的目的是将计算机技术、多媒体技术和仿真技术相结合,构建一个用于船舶实验教学的虚拟实验室.系统以Visual C＋＋和Authorware为主要开发工具,Flash、3DMAX、Photoshop等为辅助工具,同时结合应用了Visual C＋＋技术中的COM和ActiveX技术,开发出了界面友好、功能完善的多媒体教学仿真软件系统.在船舶运行模拟部分主要使用OpenGL技术进行三维仿真环境的建立,使用3DMAX工具建立船舶的三维模型,开发出了逼真的船舶运行仿真系统,具有较好的应用价值,极大地提高了学生的学习兴趣及学习效率.     

船舶运动视景仿真系统设计与实现

针对研究船舶各种运动状态,为有效验证控制器的功能提供有效平台。采用船舶运动可视化,对视景仿真系统进行开发,对各种常见的建模和驱动技术进行了重点研究。提出了船舶运动视景仿真系统的整体设计方案及流程,利用建模软件Creator建立了逼真的三维船舶实体模型,采用DOF节点技术建立了舵\翼舵、鳍\翼鳍及螺旋桨的活动模型;解决了视景仿真系统开发中的视点切换、多通道显示、仿真数据加载等关键问题;基于VC++集成开发环境和Vega API编程技术开发了系统。三维仿真结果表明系统具有较好交互性和逼真度,为船舶运动特性研究提供了可靠手段。     

基于线画图案的三维模型雕刻

基于二维线画图案,提出了一种三维模型表面雕刻方法,实现了简单模型表面复杂线画图案的雕刻.首先对用户输入的二维线画图通过边缘收缩操作提取线条中心线,并将其作为雕刻轮廓线;然后对待雕刻的三维模型进行参数化,将二维雕刻轮廓线离散化并借助参数化映射为三维模型上的离散雕刻线条;再计算模型待雕刻区域上的顶点到三维模型上的离散雕刻线条的距离,对于距离小于特定阈值的雕刻顶点,根据雕刻函数确定顶点平移距离;最后对雕刻顶点沿顶点法向进行平移,得到三维模型的雕刻效果.实验结果表明,该方法能够方便、高效地实现简单三维模型表面的复杂线画图案雕刻效果.     

基于SIFT算法的三维心脏表面模型重建

心脏三维模型对于心脏疾病的诊断和治疗有很重要的作用,为满足心肌缺血可视化的显示需求,提出了一种基于SIFT图像匹配算法重建三维心脏表面模型的新方法。该方法用一部标定好的数码相机围绕心脏模型拍摄一组照片,用SIFT算法完成图像间同名点的匹配,通过这些同名点求出相机的外参数,进而实现三维心脏模型的重建。实验结果表明,该方法成功地重建了三维心脏表面模型,并且成本低、效率高,重建的模型能满足心肌缺血可视化的显示需要。     

基于表面颜色属性的三维模型检索

对基于表面属性的三维模型检索进行研究,提出了基于面积颜色分布、基于球面颜色分布、基于颜色球面调和的三维模型检索方法以及基于表面属性的融合方法.通过对模型表面进行按面积均匀采样来获取其颜色分布信息后形成基于面积颜色分布的特征.通过对模型进行均匀球面采样获取颜色分布信息形成基于球面颜色分布的特征.通过首先将模型表面颜色信息按等经纬度球面采样映射为球面函数,然后对其进行球面调和变换形成颜色球面调和特征.融合特征通过对以上特征的两组或3组依一定权值组合而得到.为验证基于表面属性的三维模型检索方法的效果,建立了一个包含有1171个颜色模型的测试库.实验结果表明以上方法均对基于表面属性的三维模型检索具有较好的检索效果且融合特征可以得到优于任何单一特征的检索效果.