综合录井井下三维地层可视化建模研究与实现

针对综合录井井下地层特点,采用多层DEM三维可视化模型对地下地质环境进行三维描述,实现综合录井三维地层实时显示.将三维坐标投影转换到二维坐标系中,采用二维Delaunay剖分改进算法构建Delaunay三角网;探讨了剖分后的不规则三角网(TIN)到格网的转换和插值以及通过格网DEM构建三维地层;介绍了根据选择的剖切面方程生成地质体的剖面.系统采用VC++6.0和OPENGL图形接口作为开发平台,可以从任意的角度对剖切开的三维地质体进行观察和分析也能够从任意的角度对三维地质体整体进行观察、缩放和剖切等操作.     

一种视频驱动的三维虚拟人动画实现方法

研究实现三维人体动画具有广泛的应用前景和实用意义,提出了一种二维视频驱动的三维人体动画实现方法。基于动态帧的关键帧提取算法从二维视频中构建了二维关键帧集合;基于二维关键帧构建二维人体骨骼模型;利用小孔成像原理和勾股定理计算得到关节特征点的深度坐标,从而得到了反映人体动画的三维数据。实验结果表明,该方法生成的三维人体动画形象逼真、成本低、提高了运动生成的实时性,能够应用于虚拟现实、计算机游戏、三维视频游戏制作等领域。     

基于深度学习的城市建筑三维可视化系统研究

为提升三维建模建模效率和可视化效果,在深度学习的基础上,设计一个基于Mask R-CNN的三维可视化模型。首先利用Mask R-CNN算法对图像进行分割,选择ThreeJS作为模型的Web三维可视化框架;然后构建基于Mask R-CNN算法三维可视化模型,对模型多次进行训练和测试后,得到相应的建模图像,将该图像进行配准和坐标定位后,将其代入至适宜的建模场景中,最后完成建筑的快速建模。结果表明,提出的Mask R-CNN方法对图像检出率为98.13%,误检率为0,漏检率为1.87%,算法性能优越,建模效率高,可降低建模成本,提升城市建筑三维可视化效果。     

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。     

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。     

基于几何造型的有限元前处理技术

本文在综述了有限元网格生成技术的基础上,着重介绍一个基于几何造型系统的有限元分析的前处理系统。这个系统作为几何造型系统与有限元分析程序之间的接口,主要功能是对几何造型系统的二维任意形体进行有限元网格的划分,并能够进行局部加密,自动节点编号,交互划分定义单元组,定义单元节点信息、载荷信息、边界条件等,最终生成有限元分析程序所需的输入文件。同时,还能够处理平移扫描体和旋转扫描体等二维半形体。本文主要算法可以推广到三维形体的网格生成,实现对更广泛的三维结构的有限元网格生成。     

基于GeoFusion的三维地形和目标模型调度显示研究

针对大型场景的实时绘制问题,提出了一种基于GeoFusion的三维可视化技术.首先分析了GeoFusion三维视景平台的基本情况及对用户应用程序的支持,详细阐述了三维地形数据的坐标转换、格式转换和生产制作处理流程,结合GeoMatrix给出了地形调度显示方法,建立了DSM三维目标模型,提出了三维目标模型的调度算法.开发了仿真系统,并通过实例表明了所提地形和目标模型创建及调度显示算法能够实现实时调度和场景的实时显示,并保证了场景的真实感.     

基于二维点云图的三维人体建模方法

近年来基于二维图像的三维建模方法取得了快速发展,但就人体建模而言,由于摄像头采集到的二维人体图像包含衣物、发丝等大量的纹理信息,而像虚拟试衣等相关应用需要将人体表面的衣物褶皱等纹理信息去除,同时考虑到裸体数据采集侵犯了用户的隐私,因此提出一种基于二维点云图像到三维人体模型的新型建模方法。与摄像机等辅助设备进行二维图片数据集的采集不同,该算法的输入是由三维人体点云模型以顶点模式绘制的二维点云渲染图。主要工作是建立一个由二维点云图和相应的人体黑白二值图构成的数据集,并训练一个由前者生成后者的生成对抗网络模型。该模型将二维点云图转化为相应的黑白二值图。将该二值图输入一个训练好的卷积神经网络,用于评估二维图像到三维人体模型构建的效果。考虑到由不完整三维点云数据重建完整的三维人体网格模型是一个具有挑战性的问题,因此通过模拟二维点云的破损和残缺状态,使得算法能够处理不完整的二维点云图。大量的实验结果表明,该方法重建出的三维人体模型能够有效实现视觉上的真实感,为了对重建后的精度进行定量的分析,选取了人体特征中具有代表性的腰围特征作为误差评估;为了增加三维人体模型库中人体形态的多样性,还引入一种便捷的三维人体模型数据增强技术。实验结果表明,该算法只需要输入一张二维点云图像,就能快速创建出相应的数字化人体模型。     

基于GPU的地下管线三维可视化建模研究

地下管线的三维建模与可视化是构建“数字城市”的重要内容,总结现有地下管线实时建模算法的不足,提出一种利用GPU编程实现的地下管线实时三维可视化建模算法。利用现代GPU的可编程特性将管线建模的计算任务全部移植到GPU端完成,CPU端只需传入管径和管线节点坐标,利用GPU提供的几何着色器完成管线模型的顶点坐标计算、管线顶点数据自动生成及管线三角网构建等工作,并通过光照和纹理映射实现管线材质的真实感效果。实验结果表明,该算法克服了现有建模算法的缺陷,能够在保证管线拟合逼真度的基础上完成大规模管网系统三维实时可视化建模的任务。     

基于图像融合技术的经络实时三维可视化研究

本研究目的是将三维可视化应用于人体经络.通过磁场跟踪仪Wintracker和多通道经络测试仪共同获得经络的三维坐标.利用OpenCV相关函数实现摄像机标定,计算出坐标变换矩阵M,将世界坐标系下的经络三维坐标变换成图像二维坐标系下的经络坐标,最后利用图像融合技术实时地将经络线绘制于现场人体体表图相应位置上,实现经络穴位的...     

WebGL技术的三维WebGIS平台研究与应用

针对WebGIS平台上的三维技术存在着开发平台成本高、需要额外插件、扩展性差、运行速度慢,以及二、三维数据坐标易偏移和模型UV变形等问题,采用WebGL的三维引擎技术和地理信息服务技术结合构建了三维WebGIS平台,通过对WebGL场景坐标的分析,设计了基于WebGL场景坐标转换算法,实现了地理坐标转WebGL场景坐标,解决了二、三维数据坐标易偏移的问题。通过对WebGL坐标与UV面的空间关系的研究,设计了模型UV算法,建立重构面的UV计算方程,解决了模型UV变形问题。实验结果表明,本文实现的三维WebGIS平台无需产品平台依靠和额外插件,扩展性好,响应速度快,二、三维坐标数据准确,解决了坐标偏移和模型UV变形的问题,为三维WebGIS平台的开发提供了一种新的技术平台。     

基于PSD传感器的炸点三维坐标测量方法研究

针对野外炸点空间三维坐标测量的问题,提出了基于二维PSD位置传感器的炸点位置测量方法,构建了基于二维PSD位置传感器的炸点三维坐标测量系统;基于双目视觉原理建立了炸点空间三维坐标测量数学模型;研究了被动探测系统在野外远距离下的标定技术;通过系统误差分解传递,分析了各参数的误差;在Matlab中分别绘制了炸点位置坐标3个维度的误差分布图,并分析了测量系统误差随炸点实际位置变化的分布情况;根据误差分布图得到了在理论100 m测试距离下X坐标最大测量误差约为0.292～0.303 m,Y坐标最大测量误差约为0.251～0.371 m,Z坐标最大测量误差0.270～0.336 m;最后通过静爆实验对测量方法正确性、被动探测系统标定技术可行性和测量系统功能性进行了验证,结果表明测量系统响应速度快且功能正常,被动探测系统标定技术具备可行性且操作方便,可适用于野外炸点位置的快速测量。     

三维地形可视化的MATLAB实现

阐述运用二维插值和分形插值方法,基于MATLAB进行三维地形数据的可视化;并给出利用该法在三维地形可视化中的应用实例,说明了三维地形的制作以及可视化实现步骤.结果表明,算法处理数据效率高、效果好.     

应用平行坐标系进行可视化优化设计

应用可视化方法进行化工过程优化设计：应用平行坐标系进行多维矢量可视化，并在此基础上提出了一种在n维空间用于多维矢量线性回归的“扫描线”算法。在优化问题中该算法可以将问题简化到一或二维，从而以二到三维笛卡尔坐标为基础的传统可视化方法可用于优化设计。将这种方法与遗传算法相结合，不仅可以得到较好的优化结果，还可得到一些“额外信息”以使用户理解基于可视化的优化设计过程并接受该结果。     

基于WebGL的三维GIS空间算法的研究与实现

WebGL被广泛运用到Web的三维场景可视化和三维WebGIS场景实现中。目前将WebGL应用在三维GIS中的应用研究主要集中在处理图形引擎、三维建筑加载和三维场景可视化等方面,而在采用WebGL技术实现三维GIS以及空间算法上的研究较少。采用WebGL技术实现三维GIS,在进行数据测试的过程中,出现二、三维空间数据不同步、错位情况严重、路径分析三维展示平滑性差、场景漫游旋转时三维对象发生位置偏移和坐标错位等问题。针对以上问题,重点研究二、三维空间数据同步算法、三维运动轨迹处理算法和三维漫游处理算法。以实际的城市三维数据为例进行算法实验分析,结果表明:利用该方法保证了三维GIS中二、三维空间数据的同步,减少了三维漫游过程三维对象位置偏移和坐标错误情况,在路径分析的三维效果中体现了良好的视觉感知。     

二维包装结构图的三维面模型构造

提出了一种从包装盒三维平面图到三维盒形结构的构造方法,首先给出包装结构的二维平面图约束模型,然后给出包装结构控制图,包结构生成树是及连带子权地揎义,根据二维设计生成的平面线框图,自动抽取盒型表面,构造包装结构控制民包结构树,然后,提出以包装结构生成树为基础的建立包装盒三维面模型结构的算法,最后,讨论模型构造中的预处理问题,贴图是坐标映射问题及关系的实现     

一种二维工程图向三维模型的尺寸映射算法

针对当前制造型企业内部存在二维工程图和三维CAD模型之间的数据共享问题,提出一种基于图匹配的二维工程图向三维CAD模型的尺寸映射算法,将二维工程图中的尺寸信息直接映射到对应的三维CAD模型上。首先将三维模型进行投影得到投影视图,然后将投影视图和二维工程图转化为一种空间关系图,对两个空间关系图进行图匹配,找出图元间的映射关系,并且利用工程图中尺寸标注的特点对算法进行改进,提高算法效率和可靠性。实验结果表明,该算法可以很好的实现二维工程图向三维CAD模型的尺寸映射。     

流形学习在三维人脸特征降维中的应用*

三维人脸识别是未来人脸识别的新方向,有望解决二维人脸识别的瓶颈问题;但三维人脸特征维数过高又制约了三维人脸识别的发展,特征降维意义重大。首先分析了传统降维算法的局限性和几种主要的流形学习算法,提出了将流形学习应用于三维人脸特征降维的思路,并构建了一个基于流形学习的三维人脸识别框架。     

直线Bresenham生成算法的三维推广

直线Bresenham生成算法仅适用于二维直线的生成,文中巧妙地利用直线在两个坐标平面的投影,将二维直线Bresenham算法推广到三维,用于空间直线的生成,给出了一个具体实例,并分析了计算误差和算法效率,结果表明,三维直线Bresenham生成算法具有高效和高精度的特点,可用于数空机床和快速成型机的空间直线插补。     

基于ArcScene的遥感影像三维可视化技术研究与应用

分析遥感影像三维可视化的研究意义和现状;探讨基于ArcScene平台遥感影像三维可视化的实现方法和技术流程;以西藏自治区日喀则地区定日县的TM遥感影像和SRTM DEM数据,以及定日县遥感测站点经纬度坐标为数据实例,完成了定日县遥感影像三维地形可视化的构建,为该地区地形勘察、地理分析等提供了良好的三维环境基础资料。结合RS与GIS完成三维地形可视化构建的技术,为3S技术的结合应用做出了推广。