虚拟手术中缝合过程的相关技术

针对虚拟手术缝合过程中软组织与缝合线交互模拟实现困难的问题,提出一种新的缝合模拟方法。首先,采用质点弹簧模型对软组织建模,为使软组织形变更加真实,在软组织质点间引入内摩擦力系数;其次,为更好地保持缝合线的刚体特征的同时,保证软组织和缝合线的交互过程接近物理真实,几何和物理方法相结合建模缝合线,运用质点弹簧模型可以对产生交互的软组织结点和缝合线结点进行受力分析,采用跟踪头结点算法计算缝合线的新位置;最后,考虑到多次缝合时软组织形变相互影响,利用已缝合结点的对应缝合点计算两个软组织的形变。实验表明,该方法有效提高了软组织形变和缝合线运动真实感,同时保证了模拟过程的实时性。     

MacCormack方法优化烟雾模拟中Navier-Stokes方程对流项的求解

烟雾作为大规模虚拟战场和复杂环境仿真中的重要组成部分,对其进行模拟具有重要的意义.针对基于物理方法烟雾模拟中Navier-Stokes方程求解复杂、影响实时性的问题,提出用MacCormack求解Navier-Stokes方程对流项的方法.首先利用前向对流算子求解前向烟雾速度,然后利用后向对流算子求解后向烟雾速度,最后通过误差评估来修正已经计算的前向对流速度,得到下一时刻的烟雾速度.该方法简化了进退误差补偿修正方法对直接影响烟雾模拟实时性和真实性的对流项的求解步骤,从而减少计算时间.实验结果表明,采用文中方法模拟出的效果比较真实,且使基于物理方法的烟雾模拟达到了实时性的要求.     

SPH体积映射流固交互的稳定性及细节提升方法

针对现有的光滑粒子流体动力学(SPH)流固交互方法中存在的稳定性以及流体细节表现不佳的问题,提出一种改进的体积映射流固交互方法.首先采用无散度SPH方法对流体进行建模,保证流体的不可压缩性;然后引入体积映射方法处理固体边界,以隐式函数的形式表示边界而无需使用粒子,解决粒子采样的固体表面不平滑的问题;再引入移动最小二乘法对固体边界上的压强进行插值,避免压强镜像带来的误差,提升体积映射方法中压强和压强梯度计算的精确性,提高系统的稳定性;最后引入粒子重采样方法进行流体表面细化,充分表现流体表面区域的不同粒子特征,增强流固交互后的流体细节,提高真实感.在斯坦福大学公开的基本三维模型上的实验结果表明,所提方法能够真实、稳定地表现不可压缩流体与固体的交互现象,处理多个静态或动态固体的复杂场景,并且能够有效地刻画流体细节.     

可控的烟雾变形模拟

针对烟雾在自然无规则状态下对其变形控制困难的问题,提出一种可控的烟雾变形模拟方法.为实现烟雾的变形,在N-S (Navier-Stokes)方程中引入控制形变的吸引力和驱动力;利用MacCormack方法,有效减少了N-S方程求解过程中的数值耗散,使烟雾更好的保持细节;为加快烟雾的变形速度,在预处理阶段采用体素化的方法把目标三维模型数据离散到局部网格上,并计算出模型外网格点处的吸引力系数;为避免变形烟雾与自由运动烟雾交互时吸引力系数的重新计算,在全局网格中动态跟踪包围目标模型的局部网格.实验证明,采用文中方法,能够有效控制烟雾的变形,并实现变形烟雾与自由运动烟雾的快速交互.     

基于Lengyel方法的动态毛发模拟研究

分析各种基于Lengyel方法模拟动态毛发技术。通过忽略质点-弹簧系统中的剪应力和折叠力,并假定提供位移力的弹簧不发生伸缩,得到一种“质点-刚性杆系统”,把它引入到Lengyel方法中,结合非线性插值计算shell层偏移量的方法来控制各s     

基于Java的网络多媒体制作的关键技术

本文阐述了Java在网络多媒体声像设计中的应用,详细论述了使用类和多线程技术、双缓冲区技术及异常处理技术实现播放声音、编辑图像、动画等。     

PB访问多种数据库的技术实现

(1)系统配置及软件支持 ①PB所在的客户机要能同时连通所有的数据库服务器,所有的数据库都必须分别支持所用的网络协议和网络软件。客户端应该使用同时支持各种数据库所安装的各种协议的网络软件,并能同时连通这几种服务器和数据库DBF文件。②PB     

基于匹配效率和计算精度提升的双目三维树干重建算法改进

针对基于双目立体视觉的自然树木枝干的三维重建过程中二维骨架点的匹配效率低,三维坐标点计算精度不高等问题,在骨架点对应方面,将点匹配代之以更大的枝干匹配,大大缩小了对应点的匹配范围,减少了点匹配次数,提高了匹配效率。三维坐标点计算方面,考虑方程组的几何意义,采用异面直线公垂线中点逼近三维空间点的方法,提高了点坐标的计算精度。     

头发流体模型中碰撞处理的新方法

针对传统的插值头发簇方法不能表现头发细节的问题，本文为每一根头发建立质子-弹簧模型，渲染阶段不产生发丝。考虑到计算效率，本文提出了一种拉格朗日法与欧拉法的嵌套结合法，用来处理头发间的自碰撞；将头发整体看作不可压缩的流体，欧拉法将流体划分为表现速度与密度的小栅格，在每个小栅格内进行速度计算；拉格朗日法处理其中每个质子的受力作用，两者进行有机结合进行质点速度计算及位置更新。实验表明利用本文的方法能实时高效地模拟动态的头发。