基于描绘单幅图像的三维树木交互建模系统

为了提高树木建模的真实感与可交互性,提出了一种基于单幅树木图像或直接手绘的交互式植物建模系统。系统根据植物形态学规律构建了标准三维树木的模板。通过描绘图像中树的主要枝干,结合叶序周规律,基于三维模板树将其从二维图像变换到三维模型,并通过弯曲、增加和删除枝干以及添加树叶等交互式操作生成和修改三维树木模型。实验结果表明,该系统能便捷快速地生成真实感较强的三维树木。     

基于Lobe表示的树木快速3D建模

提出了一种基于Lobe表示的树木三维建模方法,该方法的核心思想在于树冠形状取决于外形轮廓,而其内部的枝叶结构具有相似性,可以从有限的模板库通过纹理合成的方法近似生成.该方法可以描述成两大部分:1)编码.将给定树木表示成骨架和Lobe的形式;2)解码.根据Lobe形状,基于已有的枝叶模板生成Lobe内部三维结构.这种基于Lobe的轻量级树木表示方法在很大程度上提高了大规模树木三维模型存储和传输的效率,非常适用于网络环境下大规模城市场景的交互式应用.     

基于视频的树木运动信息提取和动画生成技术研究

为了快速模拟树木在风中的运动和形变,提出了一种基于视频的树木运动信息提取和动画生成方法,可以在虚拟场景中快速绘制具有动态效果的三维树木模型.该方法首先将含有树木运动的视频转化为多个关键帧,以提取树木的形态和运动信息,并通过数据最小二乘拟合方法计算出其运动轨迹,然后对其进行三维模型重建和运动模拟.实验表明,该方法可以快速地建立树木的三维模型,并能较好地模拟树木的运动和形变.     

自动驾驶汽车虚拟测试中的树木点云生成方法

自动驾驶汽车虚拟测试已成为自动驾驶或车路协同测试评价的一个重要手段,三维激光雷达数据模拟生成是自动驾驶汽车虚拟测试中的重要任务之一,目前多采用基于飞行时间原理的几何模型方法生成激光雷达三维点云数据,该方法生成点云实时性较差。布告牌是虚拟场景中常采用的树木建模方法,由于布告牌仅由两个矩形面片即八个三角形面片组成,直接采用布告牌方法生成的三维点云数据难以反映树木的真实空间信息。针对上述问题,提出了一种基于布告牌空间变换的快速树木三维点云生成方法。以布告牌的纹理图像为依据,根据纹理透明度获取树木二维平面点云分布,经二维树木点云的轮廓提取,结合树木结构的先验知识进行旋转、随机偏移和尺度变换,以更少的三角形面片数和更小的计算代价获得树木的三维点云数据。提出了一种空间直方图三维点云相似度评价方法,将三维点云空间量化为若干个子空间,获得三维点云的投影空间直方图,采用巴氏系数计算投影空间直方图相似度,以投影空间直方图加权相似度作为点云相似度评价值。实验结果表明,基于布告牌空间变换方法和几何模型方法生成的云杉等三种树木的三维点云数据的平均相似度在90%以上,且该方法生成树木点云的时间仅是几何模型法的1%,因此布告牌空间变换树木三维点云生成方法快速且准确,可以满足自动驾驶汽车虚拟测试的性能要求。     

VR环境下基于Leap Motion的三维模型空间位姿自适应调整方法

针对目前基于Leap Motion的人机交互研究中存在的虚拟手与三维模型相互干涉、三维模型与虚拟手空间位姿同步率低的问题,提出一种基于Leap Motion的三维模型空间位姿自适应调整方法.通过将物理交互方法与启发式交互方法相结合,实现基于虚拟手位姿信息的三维模型空间位姿自适应实时精确调整,使人机交互仿真过程更加逼真,提升用户的交互式体验感.借助HTC VIVE所搭建的沉浸式虚拟现实环境,验证了该方法的可行性.     

一种基于单幅图像的树木深度估计与造型方法

提出了种基于单幅图像、利用光照引起的明暗效果（ｓｈａｄｉｎｇ）恢复树木枝干三维形态的方法,与传统ｓｈａｐｅ ｆｒｏｍ ｓｈａｄｉｎｇ技术相比,该方法根据树木的特殊结构,利用更稳定的明暗特征,取消了对表面、光源及拍摄条件的限制,从而将算法的鲁棒性提高到足以处理自然的树木照片．基于上述工作,提出了一种基于单幅照片的交互式树木造型方法,该方法避免用数学模型控制树木形态,独立于树木的具体种类,具有较高的普     

一种虚拟场景快速建模方法

针对VRML语言直接构建虚拟场景较为困难,提出了一种快速建模方法,通过配准场景平面图绘制图元并结合坐标系解决了数据源和场景组合问题,同时利用图元绘制、超薄长方体交互式纹理映射生成建筑实体,运用道路快速绘制方法生成道路,并利用地形趋势增长算法和三维地形交互式修改方法实现了,在缺乏真实地形数据的情况下对地形的快速逼真模拟,提高了建模速度,实验结果表明了方法的可行性,为快速构建虚拟场景提供了新的思路.     

基于L-系统的真实感树木生成算法与实现

为了降低虚拟场景中树木等地物的模拟难度,提出一种基于L-系统的三维树形生成算法。树形采用一种五元组的数据结构进行表示,利用L-系统的文法构图思想,采用多规则文法,简化树形的生成算法,并在该算法的基础上,结合真实纹理和透空树木的生成方法,构造一种真实感三维树木的生成方法,实现三维树木的真实感显示。试验结果表明,树形生成算法简单通用,利用该算法可以有效地模拟多种形态的树木,完全控制树木生成的数据量,可用于大型树木场景的建模中。     

保持视觉感知的三维树木叶片模型分治简化方法

三维树木的复杂外观形态和庞大网格数据量使得要实现精细树木模型的快速绘制十分困难.由于叶片信息在三维树木模型数据中占的比重很大,为了减少三维树木模型的数据量,提出一种保持视觉感知效果的三维树木叶片模型分治简化方法.该方法综合考虑了树叶纹理颜色和几何形状的相似性来进行相似树叶的选择与合并,并根据树木的树枝拓扑结构或树叶的空间区域分布来划分树叶简化区域,采用相应的分治策略以加速树叶的合并过程,以实现保持视觉感知特征的三维树木模型的简化.实验结果表明,文中方法能有效地减少树木模型的几何数据量,提高绘制效率,可应用于近景树木的快速逼真绘制.     

黄河三花间三维虚拟景观模型研制

提出了一种基于MultiGen Creator的快速生成大面积三维虚拟景观的方法，并且制作了三门峡至花园口的黄河三维虚拟景观模型。     

基于交互变形的树木三维建模研究

通过对树枝的交互变形处理,提供了一种能美化树木形状的三维建模方法。该方法由三部分组成：基于交互变形的树木三维表示模型、树枝的交互选择机制及对所选择树枝的变形处理。树枝变形分基本为形和综合变形两种,基本变表提供对树枝增删、伸缩、弯曲、旋转等简单变表操作;综合变形以基本变形为基础、以美学理论为准则对对木形状进行整体的美学控制。文中提供的方法既可与现有树木生长建模方法结合使用,也可独立运用,以达到对树木形状的建模和美化处理。     

基于排列树剪枝的经济网格任务调度模型

针对如何在网格环境下快速进行独立任务调度的问题,提出了基于排列树剪枝的经济网格任务调度模型。该模型综合考虑了任务时间和费用,将网格中兼顾时间和费用的任务调度问题形式化为一个n层m叉排列树,将调度方案的选择转化为树的遍历,利用剪枝方法避免无效路径的搜索。通过实验评估了将解空间定义成排列树的算法性能,并与解空间定义成子集树的算法进行了比较。实验结果表明,该策略按照用户对时间截止期和费用约束的需求将任务指派到合适的计算机上运行,减少了搜索路径,在问题规模变大的情况下,该算法与子集树算法相比也具有较高的效率。     

Evaluation of artery visualizations for heart disease diagnosis

Heart disease is the number one killer in the United States, and finding indicators of the disease at an early stage is critical for treatment and prevention. In this paper we evaluate visualization techniques that enable the diagnosis of coronary artery disease. A key physical quantity of medical interest is endothelial shear stress (ESS). Low ESS has been associated with sites of lesion formation and rapid progression of disease in the coronary arteries. Having effective visualizations of a patient's ESS data is vital for the quick and thorough non-invasive evaluation by a cardiologist. We present a task taxonomy for hemodynamics based on a formative user study with domain experts. Based on the results of this study we developed HemoVis, an interactive visualization application for heart disease diagnosis that uses a novel 2D tree diagram representation of coronary artery trees. We present the results of a formal quantitative user study with domain experts that evaluates the effect of 2D versus 3D artery representations and of color maps on identifying regions of low ESS. We show statistically significant results demonstrating that our 2D visualizations are more accurate and efficient than 3D representations, and that a perceptually appropriate color map leads to fewer diagnostic mistakes than a rainbow color map.     

Generalised bottom-up pruning: A model level combination of decision trees

A generalisation of bottom-up pruning is proposed as a model level combination method for a decision tree ensemble. Bottom up pruning on a single tree involves choosing between a subtree rooted at a node, and a leaf, dependant on a pruning criterion. A natural extension to an ensemble of trees is to allow subtrees from other ensemble trees to be grafted onto a node in addition to the operations of pruning to a leaf and leaving the existing subtree intact. Suitable pruning criteria are proposed and tested for this multi-tree pruning context. Gains in both performance and in particular compactness over individually pruned trees are observed in tests performed on a number of datasets from the UCI database. The method is further illustrated on a churn prediction problem in the telecommunications domain.     

A simple method of rapid and automatic color image segmentation for serialized Visible Human slices

In this paper, a rapid and automatic color image segmentation method for the serialized slices of the Visible Human is proposed. The main strategy is based on region growing and pixel color difference. A rapid color similarity computing method is improved and applied for classifying different pixels. An algorithm based on corrosion from four directions is proposed to automatically extract the seed points for the serialized slices. Utilizing this method, the color slice images of the Visible Human body can be segmented in series automatically. Also, the multithreading frame of parallel computing is introduced in the entire segmentation process. This method is simple but rapid and automatic. The primary organs of the Visible Human can be segmented clearly and accurately. The 3D models of these organs after 3D reconstruction are satisfactory. This novel method can provide support to the Visible Human research.     

基于环境敏感的虚拟植物生长仿真

仿真局部环境对植物生长的影响,特别是在剪枝条件下的植物生长状况,对数字农业的发展和虚拟园艺设计具有重要意义。已有的成果运用环境敏感L系统实现了二维植物在正方形边界内的剪枝生长仿真,但未能模拟真实植物生长受环境的影响。在此基础上,运用三维植物生长模型,实现了三维植物在剪枝条件下的生长过程仿真。实验结果表明,环境敏感L系统能够很好地模拟真实植物和外部包围盒之间的交互,为下一步研究植物同其他外界环境因素的交互打下了基础。     

基于Web3D 的产品虚拟展示与用户定制

针对虚拟展示以及用户定制的特点,对相关技术以及设计工具进行了分析, 提出了基于Web 环境下动态交互浏览以及定制的一般方法。以cult3d 为开发平台,运用相 关动作、事件以及JAS 实现三维模型的形态、色彩的定制以及动态浏览。为了提高用户操 作的便利性,通过媒体合成对自定义事件进行驱动,对界面进行优化,并基于Web3D 技术 设计开发了一套汽车的在线定制与展示系统。     

基于粗糙集理论的决策树分类方法

决策树是数据挖掘中常用的分类方法。本文提出了基于粗糙集的决策树方法,利用粗糙集近似精确度来选择决策树的根节点,分支由分类产生。该方法计算简单,易于理解。本文还提出用悲观剪枝法简化决策树,提高决策树的预测与分类能力。实例说明了本文方法均简单有效。