地理信息系统立体显示技术研究及基于PC机的实现

地理信息系统立体显示技术研究及基于PC机的实现

毛京京[1]2001年在《地理信息系统立体显示技术研究及基于PC机的实现》文中指出本文简要介绍了地理信息系统的基本概念,详细讨论了立体视觉显示技术的基本概念、形成条件及其数学模型。在此基础上,编程实现了基于PC平台的地理信息立体显示。并且提出了一种低成本的解决方案。

朱玮鹏[2]2012年在《分时立体LED显示屏的驱动系统设计》文中进行了进一步梳理液晶显示器作为主流显示设备已经在众多场合得到广泛应用,然而,液晶显示器的种种硬伤决定了它并不适合用于叁维立体显示。首先液晶本身不发光而需要依靠背光源穿透自己的光线,这使得液晶显示的亮度被削弱;其次背光穿透液晶的状态是液晶分子扭曲而来的,由于扭曲的摩擦力导致其反应速度也不尽如人意。LED显示屏可以很好的弥补这些缺点。LED器件是主动发光,其显示亮度比液晶要亮得多,另外LED点亮的反应速度为纳秒级,大大优于液晶,使用LED显示屏来实现叁维立体显示是一个绝佳的选择。不过目前LED显示屏多用于户外公告牌等传统二维显示应用,并没有活跃在叁维显示领域。基于LED显示屏的众多优点,本文在对主流叁维立体显示技术分析之后,选择了分时立体显示技术搭配LED显示屏作为研究对象。针对分时叁维立体显示对高频率和实时性的要求,本文利用FPGA的高频率,并行处理能力及易于硬件实现等优点,研究设计了一个分时立体LED显示屏的驱动系统。本文首先对传统液晶显示器的LED显示屏的显示和驱动原理做了简单介绍,在液晶和LED显示性能对比后指出液晶显示器并不适合用于叁维立体显示。之后,对LED显示屏的传统灰度驱动方案进行了改进,提高了LED的点亮效率,并利用改进的灰度驱动方案设计了基于FPGA的分时立体LED显示屏的驱动系统。对系统的工作流程做了详细讲解,对系统各模块提出了性能要求并对驱动芯片选型。最后,使用Verilog HDL语言实现各控制模块,在Altera的EDA软件QuartusⅡ9.0进行仿真验证,结果正确。表明驱动系统各模块能正常工作,达到设计要求。

王宝山[3]2006年在《煤矿虚拟现实系统叁维数据模型和可视化技术与算法研究》文中进行了进一步梳理虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是近十多年来发展起来的高新技术,被称为二十一世纪对人类有巨大影响的十大高新技术之一。目前,已被广泛的应用到军事、航天、建筑、医疗、娱乐等领域,在国外,在煤炭领域也得到一定程度的应用,但在国内它在煤炭领域的应用却刚刚起步。虚拟现实技术是以计算机图形学、图像处理和模式识别、智能接口技术、人工智能、多传感器技术、语音处理与音响技术、网络技术、并行处理和高性能计算为基础的非常复杂的技术系统,如果没有有效的应用开发工具,这项技术的应用是难以想象的。矿山是一个真叁维地理/地质环境,所有的煤矿生产均是在地下进行的,要真正实现数字矿山,那也应是真叁维的,即必须以叁维地质体和巷道模拟为基础。煤矿虚拟现实系统是利用VR软硬件设备,根据煤矿地层数据、巷道数据、钻孔数据和图像数据模拟出包括煤矿各种自然实体和人工实体在内的叁维空间,使用户在其中可以自然地与各种虚拟实体进行交互。本文将虚拟现实技术与相对传统的煤炭行业相结合,对煤矿虚拟现实系统的叁维数据模型和相关技术进行了研究,基本开发出煤矿虚拟现实系统的原型系统,为我国煤炭行业信息化建设进行了尝试。本文的主要研究内容如下: (1) 分析了国内外煤矿虚拟现实系统的研究现状,指出了目前的研究存在的主要问题,并提出了相应的对策; (2) 利用小型航摄数码相机进行了近景和低空摄影测量试验,实现了大比例尺测图的全数字摄影测量,有望成为矿区大比例尺测图和地表数字高程模型的主要数据获取方式。 (3) 提出了一种基于顶点组删除同时考虑特征线和叁角形形态比最大的叁角网模型简化方法,并设计了相应的算法,实现了基于TIN模型的实时连续多分辨率绘制。 (4) 系统研究了各种叁维地质体的建模方法,提出了一种基于多层TIN生成煤矿地质体的叁维数据模型,并设计了相应的数据结构,给出了多层TIN生成煤矿叁维地质体的算法步骤,实现了煤矿地质体的叁维模拟。同时对复杂地质构造的处理进行了研究,实现了地质体沿任意层面剖切。 (5) 仿照信息系统中弧段节点的数据结构,将巷道分为巷道体和巷道节点,利用叁维矢量的表面模型(线框模型)建立了巷道体和巷道节点的叁维模型,并设计了相应的数据结构。 (6) 对煤矿虚拟现实系统进行了总体设计。针对我国矿山计算机应用的实际水平和煤层开采条件,将系统定位于:从底层开发基于PC机的,具有叁维建模功能的桌面式煤矿虚拟现实系统。整个系统由四大模块组成:数据库管理、巷道控制、煤层DEM控制和视图。

佚名[4]2010年在《自动化技术、计算机技术》文中研究指明TP11 2010021966离散网络化群体系统一致性H∞控制/李向舜,方华京(华中科技大学控制科学与工程系)//应用科学学报.―2009,27(5).―525~531.针对网络化群体的一致性问题给出了状态反馈H∞控制器存在的条件。通过状态分解将系统状态进行适当的分解,在此基础上结合线性矩阵不等

王倩[5]2005年在《叁维地形可视化系统的研究与实现》文中进行了进一步梳理叁维地形可视化是近年来计算机图形学和地理信息系统相结合而产生的一个新的研究热点。利用地理信息系统所采集的地质数据资料,通过地形建模,纹理映射,光照模型设定,投影模式选择以及地形漫游等,可实现具有高度真实感的叁维地形动态显示,目前该技术已在军事模拟、3D 游戏以及工控可视化仿真等诸多领域得到了广泛的应用。本文从立体视觉的生理学机理出发,找出了一种较好的产生立体视觉的视差以及立体视觉投影算法,通过基于立体视觉地地貌渲染技术,实现了在单机状态下叁维地形图象的立体显示。本文研究了基于叁角形网格的地形建模的基本理论和方法,包括规则数据的叁角网生成以及不规则叁角网 TIN 的生成算法,总结了前人在这些方面所做的工作,本文提出了一种优化的叁角网格生成算法,实验结果表明,该算法不仅提高了地形建模的效率,而且所生成的叁角网格模型与以往算法相比精确性也有很大的提高。以地形建模算法和叁维立体可视化算法为主要理论,以 OpenGL 和 VC++6.0 为工具,建立一个叁维地形可视化系统,实现了叁维地形的快速建模以及动态显示,同时通过漫游功能以及多种模式的投影显示,使用户可以多角度多侧面地了解地形地貌。

李世华[6]2001年在《小流域景观虚拟现实技术研究与应用》文中进行了进一步梳理虚拟现实技术是一门人与信息科学相结合的高新技术,它由计算机生成的人机交互的叁维空间环境构成,利用虚拟现实技术,可以使参与者足不出户就感受到身外的世界。本项研究以“数字地球”为指导思想,结合地形可视化和虚拟现实等高新技术研究和开发了黄土高原小流域虚拟现实景观系统,主要研究成果如下: (1)采用4D技术完成了黄土高原固原试区、安塞试区、长武试区叁个不同地貌与生态类型区外业GPS像控测量与内业全数字测图(作业区约50平方公里),采集了各试区的5×5m、10×10m数字高程模型(DEM)格网数据(约300万个点);制作了1:5000、1:10000数字正射影像图(DOM)和透视图等,为小流域虚拟现实景观的开发提供了高精度数据基础。 (2)提出和试验研究了小流域虚拟现实景观系统的概念和技术,包括叁维地形模型的构建、纹理映射和实时动态立体显示技术。成功地实现了虚拟现实景观的一系列分析和研究,包括虚拟现实景观任意大小区域叁维图象的生成、叁维地形景观Walk/Fly Through动画制作、模型切换、距离查询、DTM分析等多种应用:讨论了不同地形条件下虚拟现实技术实现方案。 (3)探索开发出实用化的小流域虚拟现实景观建立方案,即以小流域航摄影像和地形图为基础,利用GPS精确测量地面控制点,在全数字摄影测量工作站上制作小流域高精度DEM数据和DOM,在Visual C++语言环境下调用叁维图形标准OpenGL编写程序(叁维景观重建系统)生成虚拟现实景观图,即以DEM为基础构造叁维地形模型,然后用正射影像进行纹理映射获得十分逼真的小流域虚拟现实景观图。 (4)试验研究表明,小流域虚拟观实景观真实感强、地表信息丰富、精度高、动态性强、可视化程度高,通过该虚拟现实景观可以清楚地获得植被、梯田、沟谷、道路等地貌和土地利用现状信息。通过叁维地形景观飞行模拟和步行穿越模拟、叁维地形表面分析、叁维坡度分级图的制作等,可以为小流域土地利用现状、植被分布、水土保持动态监测、水土保持规划与治理决策、构建信息系统和土壤侵蚀预测等提供动态数字化可视产品和技术支撑体系。

陈文静[7]2005年在《虚拟数字小区的应用与研究》文中研究说明随着Internet 的快速发展,将虚拟现实技术应用于网络中的需求日益迫切。众所周知,叁维物体由大量数字信息表示,如何在网络中减少数据量的传递,如何更有效的表示叁维物体成为问题的关键所在。VRML 语言是一个对实时3D 数据进行描述的可扩展平台,该平台独立于描述工具。最新标准X3D 除了提供VRML 2.0 的基本功能外,最主要的特点是加入了行为功能、多用户环境和新的功能组件,包括H-Anim,GeoVRML,Java-DIS-VRML。此外VRML与编程语言Java的紧密结合为构造复杂行为和丰富交互能力的网上虚拟现实世界提供了强有力的技术支持,因此用VRML 制作的虚拟现实网页必然成为未来网页制作的发展方向。HyperFun 是专门用于描述F-Rep 模型(用函数表示的模型)的高级建模语言,它支持F-Rep 中的所有概念,特别是关于几何体对象和几何体操作,其简单易用性弥补了VRML 在建模方面的不足。我们提出使用函数定义的VRML 造型节点FShape 及其改进节点EFShape,使场景创建者能使用相互关联的函数描述模型,这使文件大小比使用基于VRML 节点的大尺寸的多边形网格要小得多。利用基于函数的建模技术可以大大提高基于Web 的可视化能力,对规则物体,我们提出了一种改进的FShape 节点——EFShape。通过试验证明,在场景中使用FShape 和EShape 节点可以大大提高场景的下载速率,节约网络带宽。我们将众多新兴技术——FRep、HyperFun、JAVA3D、Xj3D 等引入虚拟现实技术中,构造了一个虚拟现实系统,用于网上房地产展示,给用户更多形象具体的体验,更多灵活快捷的交互。此外,论文中还对显示技术、建模技术的最新研究成果进行了介绍并提出了自己的看法。如阴影云、基于腐蚀的裁剪、基于图象的快速碰撞检测、基于流的实时碰撞检测等。总的来说,作为一种不断发展、应用前景看好的技术,虚拟现实的研究已经越来越多的应用在实际生活中,影响和改变着人们的视觉、听觉、触觉、味觉等各种感官体验。相信不久的将来,虚拟现实技术会走入人们生活的方方面面,而不仅仅是一种技术,一项研究。

王蒙[8]2004年在《基于PC网络的多通道沉浸式虚拟现实技术研究》文中指出多通道沉浸式虚拟现实系统是一种支持多用户的、具有高度沉浸感的虚拟环境,能够提供给用户大范围视野的高分辨率、高质量的立体影像,在军事模拟仿真、科学可视化、工业设计制造等领域具有广泛的应用潜力。该系统通常是由价格昂贵的专业VR工作站来驱动的,难以推广使用。 本文结合部队经费较少、而对具有高度沉浸感的视景仿真应用需求较高的特点,以相关课题的研究为契机,实现了一种基于微机网络的多通道沉浸式虚拟现实系统。该系统以多台微机组成的以太网为架构,以低廉的成本和接近专业VR工作站的性能,为用户提供了一个高性价比的解决方案。 本文研究的主要内容包括: 1、从多通道沉浸式虚拟现实系统的研究现状出发,对现有的各种解决方案和国内外一些典型的系统及应用实例进行了探讨。 2、讨论了多通道沉浸式虚拟现实系统的相关技术,强调了在系统开发时需要注意的关键问题,并给出了一个合理可行的系统软、硬件结构。 3、详细介绍了系统软件开发包的设计与实现,并通过大量的实验,对整个系统的性能进行了分析和讨论。 4、介绍了该系统在相关课题中的应用情况,并通过课题开发检验研究的成果,发现存在的问题。

彭涛[9]2004年在《GIS视景仿真系统设计与实现》文中研究表明近年来随着计算机软、硬件技术和通信技术的高速发展,最新GIS技术将逐渐摆脱先前的主要处理静态的、二维的、数字式的地图技术的约束,而从传统的静态地图、电子地图发展到能对空间信息进行可视化、动态分析、动态模拟,用支持动态交互的环境处理、分析、显示多维和多源地理空间数据。其中,可视化视景仿真技术与地理信息系统结合越来越紧密是近些年来地理信息系统领域研究的热点。 大范围地形建模、视觉效果处理以及动态实时渲染是视景仿真技术研究的主要内容。GIS视景仿真系统的研究首先从这叁方面入手,在继承的前人成果的基础上,摸索和提炼了一些算法和方法应用到系统平台的设计和实现中,主要包括: 1、利用约束性Deluaney叁角剖分算法构造数字高程模型表面和迭加特征数据; 2、使用加权平均法插值计算格网高程; 3、采用与视点相关的多分辨率实时显示算法简化叁维数据场多边形; 4、通过瞬时浪高模型构造动态海洋几何模型; 此外,本文采用多机协作运行的设计思想实现叁维视景与2D GIS的融合并给出了系统运行的相关通信控制协议和Socket实现代码。本文还提出了一种基于ActiveX的对象模型设计方法用以提高HLA兼容性、可重用性和可操作性。系统已经投入使用,性能稳定,满足了用户需求。

参考文献:

[1]. 地理信息系统立体显示技术研究及基于PC机的实现[D]. 毛京京. 西北工业大学. 2001

[2]. 分时立体LED显示屏的驱动系统设计[D]. 朱玮鹏. 湖南大学. 2012

[3]. 煤矿虚拟现实系统叁维数据模型和可视化技术与算法研究[D]. 王宝山. 解放军信息工程大学. 2006

[4]. 自动化技术、计算机技术[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2010

[5]. 叁维地形可视化系统的研究与实现[D]. 王倩. 西安科技大学. 2005

[6]. 小流域景观虚拟现实技术研究与应用[D]. 李世华. 西北农林科技大学. 2001

[7]. 虚拟数字小区的应用与研究[D]. 陈文静. 电子科技大学. 2005

[8]. 基于PC网络的多通道沉浸式虚拟现实技术研究[D]. 王蒙. 解放军信息工程大学. 2004

[9]. GIS视景仿真系统设计与实现[D]. 彭涛. 大连理工大学. 2004

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