用体可视化技术进行交互地质建模

体可视化技术在许多领域得到了广泛的应用，成为了科学计算可视化的重要方法，文章阐述了用体元模型和表面模型表达复杂地质结构时的交叉问题，提出应用体可视化技术中的经典方法-步进法来交互处理和修改模型，并不断进行光栅化和矢量化，最终实现建立诸如交叉模型，层状模型、断层等复杂的地质模型。     

曲线曲面的B3样条拟合

本文介绍了一种新的曲线曲面的生成方法——B3样条拟合。给出了B3样条曲线(面)的概念、核函数及其数学表达式,并论述了两种B3样条曲线(面)的计算机生成方法——通常的矩阵计算法和特殊的查表法。分析了用B3样条进行曲线(面)形状控制时的几种情况。并指出B3样条不仅保留了B样条曲线C~2连续性,而且点点通过型值点,因而提供了一种直观形象的,有很多实际应用价值的曲线(面)设计方法。     

体可视化的快速光线投射算法

对规则标量数据场的体绘制算法进行了讨论。在此基础上给出了一种快速的自前向后的光线投射算法,利用多边形扫描转换减少了投射光线的数量。通过光线的参数化表示方法减少了光线与数据场求交的计算量。并且通过将Bresenham算法扩展至三维,对光线通过三维扫描转换以进行体素化,从而避免了对空间的采样从而加速了光线投射的效率,而且通过利用OpenGL提供的函数接口,简化了算法的实现过程。     

一个微机体可视化系统及其在地球物理中的应用

体可视化技术发展至今,已经有了不少成熟的算法。在医学、基础物理等领域已经取得了极大的成功。本文概要地介绍了体可视化技术的两类主要算法,并着重讲述了作者在微机上完成的一个可视化软件的原理和效果及其在地球物理中的应用。     

基于欧拉角变换的脑外科机器人系统手术规划方法

在分析脑外科定向手术机器人系统对手术刀进刀路径要求的基础上,研究了二维和三维手术规划,提出了基于欧拉角变换的脑外科机器人定向手术的规划办法;在详细分析手术进刀路径的确定方法后,给出了基于DICOM医疗图像的脑外科机器人系统手术规划的具体实现过程.该规划方法避免了手术路径确定过程的盲目随机性,可使医生高效、快速、准确地确定手术进刀路径.     

B样条曲面为基础的计算机辅助工业包装设计探讨

本文在论述工业包装设计中应用非均匀有理B样条曲面的化越性后,介绍了一个工业包装CAD系统,阐述了工业包装设计中精细艺术曲面造型的两种新方法,从而开拓了计算机图学在工业包装设计中的应用前景.     

三维重建中特征点提取算法的研究与实现

利用特征点提取和匹配重建三维模型是基于图像的三维重建的关键技术之一,其中特征点的提取是一个主要难题.在比较常用的提取方法后,着重研究了HARRIS算子并做出一定改进.采用灰度平均平方梯度矩阵的特征值作为角点响应函数,通过图像目标灰度和背景灰度的比较,得到一个自适应的角点响应阈值条件,从而提高了角点响应的适应性和精确性.此外,还提出提取图像边缘轮廓的幅度数据,基于此数据再进行角点检测的方法,得到了更为满意的结果.     

机器蛇三维运动仿真的研究与实现

该文将机器蛇的蠕动、游动等运动方式简化为正弦曲线,采用单侧对分法的迭代方法,将关节的长度和正弦曲线的数据进行拟合,得到在不同时刻下每一关节在统一坐标系内的具体位置和方向参数.利用关节坐标架的方法,将坐标系附着在关节坐标点上,建立一系列具有可继承性的关节链结构,调节不同时间的曲线变换规律,实现机器蛇的运动姿态的调整,进而在屏幕上实现三维的可视运动.针对OpenGL系统的开发特点,对机器蛇建模过程中的注意问题、关节动画中的坐标架复合变换等关键问题,进行了具体的分析提出了有效的解决方案.     

流场特征可视化技术研究与实现

流场是可视化的一个重要应用领域,面对流场中庞大的数据集,特征可视化成为一个活跃的研究方向。本文总结了流场特征可视化的几种方法,并对计算流体动力学CFD提供的数据集实现了有效的特征结构－3D激波的可视化。     

仿生机器鱼艏向摆动动力学仿真及分析

由尾鳍拍动产生侧向力导致的机器鱼的艏摇能够影响航行器的推进效率。该文首次运用Adamas软件埘北京航空航天大学机器人研究所“SPC—Ⅱ”仿生机器鱼进行了尾鳍受力分析和动力学仿真。从鱼体和尾鳍推进机构质阜比、拍动频率以及对尾鳍攻角的影响三个方面对仿真结果进行了分析,得出以下结论：随着鱼体和尾鳍推进机构质量比的增大以及频率的增大。艏摇不断减小;鱼体和尾鳍推进机构质量比小于78,没有出现共振现象;艏摇的存在会明显的衰减尾柄主臂和尾鳍攻角的角位移。