基于帧缓存的多角度影像精细纹理映射方法

三维建筑物模型纹理映射方法通常针对单独平面选取单一影像投影,然而单张关联影像通常存在部分遮挡问题,影响纹理映射质量. 为此,本文提出一种基于帧缓存纹理绘制技术的多角度影像精准纹理映射方法. 首先将单体化精细建筑模型和倾斜摄影测量解决方案生成的三角网模型配准,再根据建筑模型空间特征进行纹理绘制基元提取;然后根据纹理绘制基元对三角网模型生成虚拟渲染相机,利用帧缓存纹理绘制方法,获取帧缓存对象并提取纹理,最后通过纹理绘制基元映射到精细建筑物模型表面,实现三角网模型到精细单体化建筑模型的自动纹理映射. 利用倾斜摄影测量数据进行实验,实验结果表明,相比传统方法,本文方法减少了14%以上的不良纹理比率,纹理空间压缩率达到14.21%,且具有更精确的纹理映射效果,能满足精细建筑模型的纹理重建需求.      

基于CUDA快速体数据梯度计算的实时体绘制研究

在体绘制的光线投射算法中,需要传递函数确定体数据对光学属性的映射.体数据梯度是传递函数的常用参数.为了提高三维绘制精度,使用精确的三维Sobel算子进行体数据梯度幅值计算,但由于采用Sobel算子进行计算时计算量十分庞大,因此在计算统一设备构架(Compute Unified Device Architecture,CUDA)下对算法进行并行加速.在此基础上分析并研究了一种基于CUDA快速体数据梯度计算的体绘制算法,达到了梯度的实时计算.实验证明该算法能够在PC机上实现精确的序列图像实时体绘制.     

浅议OpenGL的三维地形可视化技术发展

对OpenGL基本概念、数字地面模型和构网技术进行了对比研究,分析了目前实现三维地形可视化建模的方法以及基于OpenGL实现三维地形可视化的基本步骤,对投影变换和纹理映射和绘制虚拟场景三个部分进行了研究和讨论,通过实验数据模拟,实现了通过键盘控制人机交互的地形实时动态显示,实现了三维地形可视化。     

基于OpenGL的三维地形可视化研究

对OpenGL基本概念、数字地面模型和构网技术进行了对比研究,分析了目前实现三维地形可视化建模的方法以及基于OpenGL实现三维地形可视化的基本步骤,对投影变换和纹理映射和绘制虚拟场景三个部分进行了研究和讨论。通过实验数据模拟,实现了通过键盘控制人机交互的地形实时动态显示,实现了三维地形可视化。     

一种半自动的基于图像建模系统

针对目前各种类型航海模拟器的虚拟建模效率较低与真实感较差等问题,设计与实现了一种基于多幅图像及少量用户交互恢复物体三维几何模型的系统.本系统采用稳定性好的改进Har-ris算子进行角点检测,基于角点空间特征及交叉相关实现角点的初始匹配;采用基于极线约束的角点匹配快速算法完成角点的精匹配,同时引入迭代和人工辅助修正的方法解决匹配算法的退化情况.在角点匹配结果基础上进行仿射重建,通过升级矩阵实现度量重建,在OpenGL环境下绘制出物体的三维模型框架.从原图像中抽取纹理并采用多视角图像融合的方法进行纹理映射,得到"照片级"真实感的三维模型.     

优化的GPU体绘制

体绘制方法采用了GPU在现成的硬件上就能提供高性能的能力.本文讨论了在执行基于GPU的体绘制的时候图象硬件中出现的多种不同的瓶颈问题,提出一种新的策略,在不损害图象质量的情况下,这个策略可以平衡在特定瓶颈中的加载问题.介绍了双阶段的空间跳过,第一阶段应用于对一个半常规的网格进行分块,第二阶段使用八叉树来获得更好的间隔.同时,对数据块使用了提前光线终止的技术,并分析了两个阶段如何解决瓶颈问题和为了特定的硬件管道而如何被调节的.     

视景系统的特效技术研究

探讨视景系统开发中的若干模拟特效,如粒子特效(如雾、雨、雪)的仿真、声音效果、GPS仪表指示器,及基于全局光照的烘焙渲染等技术.基于Cg的Shader多分辨纹理技术采用GPU硬件绘制方式,改进了传统的Mipmaping算法,提供了一种快速的实时绘制方法.这些技术增强了驾驶模拟器视景仿真系统的可视化效果.     

制造超差对喷水推进器水动力性能影响的CFD分析

采用计算流体力学方法对喷水推进器水力性能进行了预报,以判别制造过程尺寸超差对喷水推进器水动力性能的影响.建立由喷水推进器内流场与船体外流场构成的计算区域,用6面体结构化网格划分泵内流场,采用4面体网格对进水管道和船底区域进行划分.对整个喷水推进系统的三维粘性湍流流场进行了数值计算.计算结果既可用于分析喷水推进器内部流场的流动细节,也可用于推力、功率、效率等外特性参数的预报.     

利用微机实现三维形体有限元分析前处理

本文讨论了有关三维有限元前处理的一些问题。采用以等参映射为基础的自动编码方法,可自动剖分20节点六面体和15节点五面体及其混合单元。对矩阵带宽极小化的Rosen算法作了一些改进。为了数据检查,绘制了消除了隐线的三维网格图,它可为计算和分析提供方便。     

基于二维激光扫描的煤场储量计算与显示

利用二维激光扫描技术获取煤堆各截面的外表面x,y坐标,通过OLE自动化[1]技术读取和转换自定义格式的三维煤堆数据,并依据Marching Cubes和直接体绘制显示煤场三维形状,并根据数值积分求总体积和经验公式估算出煤的使用量并对煤储量进行合理的调用管理,还对三维数据场的两种体积计算方法进行了计算精度分析。     

基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程. 基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程. 在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化. 结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析. 通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA （probabilistic seismic demand analysis）法的最大概率偏差小于4%.      

行波效应对大跨斜拉桥减震控制的影响

为了研究行波效应对斜拉桥减震控制地震反应的影响, 推导了多点地震动输入下的大跨桥梁减震控制计算方法, 以一座大跨飘浮体系斜拉桥为实例, 在桥塔和桥墩处设置阻尼器, 建立其三维有限元模型, 分析了行波输入下半主动控制和被动控制对斜拉桥的减震效果。计算结果表明: 半主动控制比较缓和地控制桥梁的地震反应, 而被动控制则急剧地控制桥梁的地震反应, 因此, 要慎用被动控制; 行波效应对无控制、半主动控制和被动控制斜拉桥的桥塔均具有很小的不利影响, 仅使桥塔内力增大约10%, 对主梁均具有显著不利影响, 使主梁内力增大近8倍; 行波效应对半主动控制和被动控制减震效果的不利影响很小, 没有出现明显的控制效果变差的现象。     

基于VISSIM仿真系统构建3D交通环境

阐述了运用VISSIM仿真系统构建3D交通环境的方法和过程,为VISSIM仿真系统的应用提供参考。介绍了仿真背景图、VISSIM的3D信号灯以及3D交通环境的要素和实现方式。利用VISSIM的可选模块V3DM建模时可分为两类模型,重点介绍了第I类3D模型的建立。总结了避免发生模型错位的注意事项和解决方法,即在缺少背景矢量文件的情况下,利用AdobePDF虚拟打印机将路网信息打印到pdf文件,并通过Illustrator软件输出得到仿真路网的dwg文件。以武汉市建设大道为例,实现了逼真的3D交通环境效果。     

三维地震波层析成像技术在隧道超前地质预报中的应用

超前地质预报是隧道施工中不可或缺的必要步骤,是降低施工过程地质灾害发生、减少灾害损失的重要手段.三维地震波层析成像技术是利用地震波反射原理,采用地震层析成像及全息岩土成像技术的新型超前地质预报技术,在国内应用较少.文中介绍了三维地震波层析成像技术的工作原理及方法,并结合工程地质类比法,对新建大瑞铁路尖山岭隧道进行了超前地质预报.研究结果表明,三维地震波层析成像技术对隧道超前地质预报效果良好,准确率达到90%.     

MUTUAL INFORMATION BASED 3D NON-RIGID REGISTRATION OF CT/MR ABDOMEN IMAGES

Introduction　　 Automating medical image registration is be-coming an increasingly important goal. It formsthe basis of image processing techniques to com-bine information from the different modalities,which are now frequently acquired for many pa-tients. Such combined representations of patientimages have been shown to assistin the interpreta-tion of the complementary information provided bythe modalities[1,2 ] .　　 A variety of imaging modalities gives insightto different parameters and in…     

基于网格平面化的三维数字水印算法研究

提出了将成熟的二维数字水印技术运用到三维模型水印的思想。鉴于寻找三维模型几何与拓扑不变量的难度，提出了将三维数据转换到二维空间，直接运用二维水印算法。利用平面参数化建模方法，把原始几何信号转换成具有相同频谱特性的平面信号，实现了基于网格平面化的三维数字水印算法。     

基于运行速度的公路路线三维设计

鉴于公路线形设计中传统设计速度法的弊端日益显露,在总结分析国内外运行速度研究成果的基础上,结合交互式路线设计,将路线安全评价与CAD系统集成,完善了运行速度设计法,并进一步实现了基于运行速度的路线三维设计,能直观地对线形设计质量及行车安全进行检查与评价。     

基于运行速度的公路路线三维设计

鉴于公路线形设计中传统设计速度法的弊端日益显露,在总结分析国内外运行速度研究成果的基础上,结合交互式路线设计,将路线安全评价与CAD系统集成,完善了运行速度设计法,并进一步实现了基于运行速度的路线三维设计,能直观地对线形设计质量及行车安全进行检查与评价.     

多视点标定图像的交替迭代度量重建方法

提出了一种针对相机内部参数已标定的多视点图像交替迭代度量重建方法.该方法以目标空间中重建的3D点到匹配特征点的反投影线间的距离作为重建误差的测度,使误差函数形式上更简洁且具有明确的几何意义.重建过程通过对相机外部参数中的旋转矩阵、平移量和3D重建点交替迭代完成,其中平移量和3D点一起估计,避免了它们与旋转矩阵中的元素间的尺度差异引起的数值偏差.利用合成数据和真实图像的计算分析均表明本文方法有较高的重建精度,具有实用性.     

面向三维重建的视图坐标转换

结合面法几何学和工程制图的投影原理和制图规则,讨论了一二维坐标系下的各视图图形坐标到空间投景坐标的转换策略,通过引入二维半中间坐标系推导出了映射算子,并建立了各视图间对应点坐标在统一二维坐标系下的联动约束关系。