赵新华[1]2002年在《大数据量网格模型的建模与简化技术研究》文中研究表明在计算机图形学中，模型通常由网格进行描述，复杂网格往往包括成千上万个多边形，其大数据量是快速绘制的瓶颈，如何在保证较高逼真度的前提下实现快速绘制是目前亟待解决的难题之一。 论文对大数据量网格模型的建模与简化过程中的若干关键技术进行了分析研究。 针对网格模型的不同应用场合，给出基于视觉特征的模型简化算法。该方法围绕视觉特征的主要因素对模型进行简化，较好地实现了大简化比和较高逼真度的统一。 对于简化后的网格数据点，提出一种快速的叁角形建模和法矢量重建的算法。算法快速有效，并具有较强的通用性。 针对等高线数据模型的广泛应用，论文还给出了一种有效地利用等高线数据模型进行建模的方法。较好地解决了基于等高线进行地景建模的难点。 为加快复杂空间场景的绘制速度，论文采用包围盒和包围球的策略对构成场景的简化模型进行调度和预裁剪。
陶涛[2]2014年在《大足石刻千手观音造像叁维展示系统关键技术研究》文中指出文物是一个国家和民族在一个特定时期的政治、经济、文化的体现，对于全世界的人类而言是祖先留给我们的一笔宝贵的历史财富，在人类探索历史文化、研究文明发展等方面具有非常重要的借鉴作用。然而随着时间的流逝，许多历史文物正在遭受不同程度的破坏和损伤。随着叁维激光扫描技术的发展，可用叁维激光扫描设备对文物进行数字化数据采集，在不损伤文物的前提下，将文物的叁维信息数据存入计算机中，并通过计算机图形学技术进行可视化及分析处理等，使得文物可以用另外一种虚拟的展现方式呈现在人们面前，并且利用计算机交互技术令人们可以利用不同的交互设备全方位的对数字化文物进行浏览以及获取所需的信息，不仅满足了人们对文物的参观需求，让人们可以有一种更加新颖、全面的参观体验，同时对文物本身而言也是一种永久的数据保存和保护。出于这个目的，本文设计与实现了大足石刻千手观音造像叁维展示系统，并研究与实现了其中的几项关键技术，其主要的研究内容有：1.研究了几个常用的叁维模型简化算法，并对基于二次误差边折迭简化算法进行了详细的介绍，该算法基于边折迭简化算法对叁维网格模型进行简化，并在简化过程中利用二次误差矩阵控制简化模型与原始模型之间保持一个高质量的相似度，较好的实现了简化速度与简化质量之间的均衡。2.研究了LOD模型的构建技术，介绍了LOD模型构建的意义和常用的LOD模型分类，并对渐进网格算法做了一个深入的研究，该算法基于边折迭简化算法进行模型的简化，并在简化的过程中记录点分裂记录，通过边折迭操作实现模型简化方向的LOD切换，通过点分裂操作实现模型细化方向的LOD切换。3.研究了常用的几个叁维模型的交互技术，如多点触控技术，基于轨迹球旋转技术，叁维模型拾取技术等。通过多点触控技术可以实现系统的多点触控交互操作，通过基于轨迹球旋转技术可以实现模型的自由旋转，通过叁维模型拾取技术可以实现叁维模型量测等。4.开发了基于大足石刻千手观音多源数据的叁维展示系统，该系统利用了上述提到的叁维模型简化、LOD模型构建等关键技术，实现了叁维模型的浏览、叁维模型的交互、叁维模型的处理以及多媒体信息介绍等功能，系统运行效果良好。
戴晟[3]2008年在《地质体叁维可视化研究与系统实现》文中研究说明随着计算机技术、图形显示技术的飞速发展以及数字城市建设的不断深入,人们在掌握和管理各种地表信息的同时,也需要对地下各类信息,如地质信息、地下构筑物和管线信息等进行有效管理。其中地质信息的采集与管理在城市建设过程中尤为重要。各城市因其所处地质带的不同而受到不同程度的地震、地面沉降、滑坡、岩溶塌陷等地质灾害的威胁,为此,很多城市根据已有的地质资料开展了地质灾害的预警和防治工作;同时在很多建设领域,如城建工程、地下工程、水电工程、交通工程、环境工程、资源开发等都需要以地质数据为支撑,这就迫切需要借助地理信息系统及其它相关技术来管理、分析和显示地质信息。然而,由于地质体的复杂性和不确定性,现有的二维GIS软件很难对其进行数据管理和二维表达。而要将复杂且海量的地质数据直观地展现给用户,就必须采用地质建模技术、叁维可视化技术、数据库技术等建立一个真叁维的地质信息可视化与管理系统,为城市建设、发展和管理提供基于叁维地质数据的信息服务;便于有效地管理和监控地质资源;并辅助地震系统研究地质构造的发展及演变。本文基于作者在导师承接的杭州市科技局、地震局课题——“目标区地下叁维第四系与构造框架建模与可视化”(HZZFCG-2005-A7)——中的工作,结合作者对地质体叁维可视化的一些思考,从地质体叁维可视化建模方法、计算机叁维可视化原理、地质体叁维可视化系统的总体构架和功能构架,以及地质体叁维可视化关键技术等方面对地质体叁维可视化进行了较为系统的探索,并最终实现了通用的地质体叁维可视化系统。概括起来,论文主要涉及以下六章内容:第一章阐述地质体叁维可视化与系统开发的研究意义、研究现状以及研究方法。第二章将探讨地质体叁维可视化模型的建模方法。首先,作者将提出地质体建模的一般过程。在此基础上讨论空间曲面拟合方法。然后,作者将使用当前流行的地理信息系统软件ArcGIS进行地质叁维表面建模,指出ArcGIS地质建模,的不足之处,并进而讨论基于表面模型的地质体模型生成方法。最后将利用石油地质行业成熟的地质建模软件Petrel建立地质体模型。第叁章将重点讨论计算机叁维可视化的原理。在地质体模型建立之后,要将这些叁维的模型数据显示在计算机二维屏幕上,需要进行很多工作。在此过程中将涉及多个坐标系统,如模型坐标系、世界坐标系、观察坐标系等,还将涉及地质体模型如何在这些坐标系中进行转换。此外,本章还将讨论当前叁维可视化中的热点技术——层次细节模型(Level of Detail,LOD),并提出其在地质体叁维可视化中的实现方案。第四章将对地质体叁维可视化系统进行设计。作者将首先对地质体叁维可视化系统的功能需求进行讨论。在此基础上进行系统总体设计,提出系统的总体框架与功能构架。最后对系统进行详细设计,给出系统对象模型图。第五章是对地质体叁维可视化系统的实践。在系统实现过程中,作者遇到了一系列的开发难题,如全局视图下大数据量地质模型的载入、局部视图下地质模型的载入、六面体模型切割算法,使用鼠标仿真叁维跟踪球的旋转等。这些开发难题也就构成了系统开发中的关键技术。作者将分别对这些关键技术进行讨论,给出相应的解决方案。最后,将基于以上的各种理论与方法实现地质体叁维可视化系统。第六章对论文进行了总结和展望,提出进一步工作的重点与难点。总的来说,作者认为论文主要有以下几方面的贡献:(1)根据已有的研究成果,并结合作者在建模实践中的工作,总结出了地质体叁维建模的一般方法,内容包括空间曲面拟合插值、空间曲面剖分、空间曲面拓扑关系建立、叁维地层网格剖分,属性建模等。(2)利用ArcGIS、Petrel等软件对地质叁维建模进行实践,从数据准备、模型生成、模型叁维显示以及模型数据输出等方面给出了地质叁维模型建立的具体操作方法。(3)基于离散LOD的基本原理,提出了适用于非叁角形面片构成的地质体模型的LOD方法,在一定程度上解决了海量地质数据模型的实时渲染问题。(4)在分析了地质体叁维可视化系统功能需求的基础上,提出了地质体叁维可视化系统的总体框架以及功能构架。对系统进行了详细设计,给出了系统的对象模型图,从而为类似的研究与系统开发提供了一个切实可行的参考依据。(5)在地质体叁维可视化系统的开发实践中,总结了地质体叁维可视化系统开发过程中的关键技术,如全局视图下大数据量地质模型的载入、局部视图下地质模型的载入、六面体模型切割算法以及使用鼠标仿真叁维跟踪球的旋转等,并给出了相应的解决方案。(6)对地质体叁维可视化系统进行了开发实践,实现了地质体叁维可视化系统的一些主要功能,包括:1)模型数据与属性数据的管理功能;2)一般叁维显示功能,包括地质体的叁维平移、旋转、缩放等;3)一般叁维查询功能,包括点选叁维空间内的钻孔查询其属性,从属性数据查询空间中的钻孔位置;4)能在叁维显示时对地质体进行逐层显示、组合显示;5)从任意角度、方向对地质体进行剖切;6)多平面折线剖切;7)测井曲线绘制;8)制图输出功能。
吕晟珉[4]2004年在《曲面重建的网格方法和技术研究》文中指出本文对叁维数据场曲面重建中的网格方法以及一些相关技术进行了研究，内容包括曲面网格的重建、曲面网格的简化、光顺、以及在网格数据结构中虚拟内存技术。全文共分六章。 第一章对叁维数据可视化技术作了一个综述，着重阐述了叁维数据的采集以及其分类；可视化技术中曲面重建算法的介绍以及分类；最后回顾了一下网格简化技术的发展。 第二章描述了海量数据场中的曲面网格分层重建技术。传统的曲面重建算法往往是先进行等值面抽取再对抽取的结果网格进行各种后期操作，如网格光顺、简化等。对于大数据量的数据场来说，等值面抽取过程对计算机的存储空间提出了很高的要求，通常不得不使用大容量的图形工作站才能解决问题。本章中我们创新地提出了大数据量曲面网格分层重建算法。在算法中，我们首次提出逐层重建，即时简化的策略。采用该策略，我们可以边重建边简化结果网格，从而有效地降低了算法对计算机存储空间的要求。在算法实例中，我们针对已分割的Visible Human头部切片数据，完成了大脑，小脑，脊椎等器官的表面重建工作。实践结果表明分层重建算法能在有限的内存空间里完成传统网格重建算法所不能完成的大数据量的曲面网格重建。这对一些大数据量网格重建工作，如医学图象可视化等，在个人计算机上普及应用起到一定的帮助作用。此外，本文算法的思想还可应用在大数据量网格模型的简化，传输等方面。 第叁章介绍了基于离散曲率的边折迭网格简化算法。虽然网格在计算机表示中是离散的，但近似的离散曲率依然能有效地反映曲面网格的几何特征。网格简化的过程可以看作为曲面几何特征信息按一定顺序剔除的过程。在这一章中，我们提出基于离散曲率的方法。通过网格顶点处的离散曲率计算，我们可以尽可能地减少低频区域的顶点密度，保护网格形状特征细节丰富的高频区域。并采用了蝶形子分作为边折迭产生新点的模板。在本章算法实例中，我们对牛模型，鹿头模型进行了简化操作，对简化效果进行了对比。实验结果表明，利用该算法来进行曲面简化能很好地保持网格的形状。 第四章详细阐述了网格数据结构中的虚拟内存技术。由于叁维数据采集技术不断提高，曲面重建所得到的模型网格越来越复杂。超大型网格对计算机内存容量要求远远超出现有硬件水平所能承受的范围。虽然操作系统提出了虚拟内存管理的概念，对数据存
王鹏[5]2015年在《快速构建逼真叁维虚拟仿真地球场景的若干关键技术研究》文中研究表明目前,叁维虚拟地球技术、虚拟现实技术(或称为叁维虚拟仿真技术)在各自的领域内迅速发展,并取得了丰硕的成果。但是,有一些行业应用,既需要对大规模地理数据的处理、可视化与分析能力,又需要强大的叁维虚拟仿真能力,这就产生了一个矛盾,如果选择叁维虚拟地球软件,就无法满足叁维仿真的需要,如果选择叁维虚拟仿真软件,就无法满足对地理数据的处理、可视化与分析能力(虽然目前也有一些平台既支持叁维虚拟地球,也支持叁维虚拟仿真,但是其都还处于浅层次的融合,没有从技术底层进行深层次的交叉研究,出现的结果就是,叁维虚拟地球平台带有很弱的虚拟仿真功能或者是叁维虚拟仿真平台带有很弱的空间信息、GIS功能)本文针对这个矛盾,提出了把叁维虚拟地球技术与叁维虚拟仿真技术从技术深层进行交叉融合的方案,试图通过建立一个从专业深层紧密结合的既包含叁维虚拟地球技术、又包含叁维虚拟仿真技术的基础平台来解决这个问题,本文称之为叁维虚拟仿真地球系统,这个系统应该包含空间信息处理与可视化系统、GIS计算系统、GIS分析系统、渲染系统、对象系统、动画系统、声音系统、物理系统、人工智能系统、通信系统、脚本系统、交互系统、行为系统与其它扩展系统等众多的子系统。但是,限于本文的篇幅与目前的研究程度,无法完整的研究叁维虚拟地球仿真系统的全部内容,因此从应用出发选择了较为急需的切入点进行试探性研究：快速构建逼真叁维虚拟仿真地球场景的若干关键技术研究。这个切入点的核心思想是虚拟叁维地球仿真场景的快速构建与逼真渲染,本文认为这个目标可以在视觉和场景构建要求上满足目前很多叁维虚拟地球项目在仿真技术上的需要,为了达到这一目标,本文分别从基本的仿真场景构建、仿真逼真度渲染、线状要素的自动建模、精细化地表的快速构建、真实的水域与大气环境的仿真等几点出发进行研究。在基本的仿真场景构建中,首先提出了一种基于四叉树、八叉树、BSP树分割的混合分割方法,用于综合管理叁维虚拟地球场景与仿真场景的不同细节的内容,其次论述了基于线性四叉树的全球地形地貌数据的组织、调度、建模与渲染方法,最后再在地形地貌调度机制的基础之上,论述了全球大规模叁维模型数据的组织、调度方法,并把这个方法引申到所有点状要素。在仿真逼真度的研究中,主要结合叁维计算机图形学与虚拟现实的几个最新的绘制理论与技术,来研究提升场景画面的逼真度的方法,这些技术包括基于物理渲染的BRDF光照模型、SSAO理论与实现、延迟渲染理论与实现、HDR理论与实现。在线状要素自动建模的研究中,首先结合叁维自动建模技术,研究了一般线状地理要素的建模方法,如管道、围墙等,其次,针对性的研究了叁维道路的自动建模方法,因为道路是叁维虚拟场景中最重要的场景的地理要素之一,最后再论述了大规模的线状要素的组织与管理以及从GIS数据直接快速生成大规模线状地理要素的方法。在精细化地表快速构建的研究中,主要围绕如何快速构建精细、真实的地表环境,研究了地表细节的快速绘制、地形高程的快速修改及光滑、地表覆盖物(森林、草地、沙砾)的快速增删以及效率优化。在真实的水域与大气环境仿真的研究中,首先研究了使用真实的水文数据构建真实的河道水面仿真的方法,包括真实的水位、流速、流向、以及水位淹没情况,其次研究了使用真实的气象预报模式数据仿真大气环境的方法,如叁维云、台风、雾霾等；使用真实的数据构建的叁维仿真结果,不仅在效果真实度上非常真实,而且其可以视为对专业数据的一种可视化与仿真方法,具有非常重要的社会价值。
廖巍[6]2002年在《大规模地形的建模与动态绘制技术研究》文中研究说明随着数字地球概念的提出及虚拟现实技术广泛应用，作为其中不可缺少的组成部分，叁维地形可视化技术扮演了越来越重要的角色。由于叁维地形场景的生成一般基于真实的地形数据(DEM格网)和高分辨率的遥感影像，对于大规模地形场景的显示来说，如此庞大的数据量使得图形工作平台无法进行实时的显示。针对大规模地形场景的绘制问题，国内外的学者进行了大量的研究，其主要工作集中在不规则叁角网的生成技术和多分辨率地形模型上。 本文在对南宁防洪指挥系统叁维显示子模块若干技术重点、难点进行研究的基础上，对地形生成技术和多分辨率地形模型进行了深入的研究，并提出了一些改进算法。 本文具体研究内容集中于基于规则格网的不规则叁角网生成算法、不规则叁角网顶点法矢量的快速计算方法、多分辨率地形模型的构造方法和视点相关的实时绘制方法。本文中的算法效率高、误差较小，在给定精度的情况下，能够实现地形的快速显示及实时浏览，可满足大多数情况下的工程应用。
侯涛[7]2006年在《叁维仿真场景优化理论与算法研究》文中提出大数据量场景的实时仿真既是进行数字地球应用技术研究的主要内容之一，也是地理信息系统向叁维立体分析纵深发展所需解决的重要命题之一。随着叁维场景数据量的日益增大以及专为图形渲染设计的GPU的普及，在不明显降低图形质量和复杂程度的前提下，研究并采用一些可以应用在通用计算机平台上的高效数据处理方法与图形绘制算法，以提高图形绘制速度，解决大数据量仿真场景在速度、质量及场景复杂度之间越来越突出的矛盾，正成为有重要意义的研究方向。 本论文主要依托于国家科技攻关项目“奥运环境遥感动态监测”和中国科学院知识创新科技奥运项目“奥运主场馆区工程环境高分辨率遥感监测与虚拟仿真研究”，进行了大数据量场景中模型的自动简化、视点相关的有选择性实时细化以及GPU支持下的优化处理等相关理论与算法等方面研究，完成了奥林匹克公园仿真系统叁维场景网络发布与浏览的设计与开发等工作，实现了面向互联网的叁维场景显示、模型操作和属性数据查询等功能。 本文研究工作与创新之处主要体现在： 1) 研制出叁维模型自动简化预处理模块，能有效降低人工简化编辑大数据量叁维场景的作业强度。在二次误差度量算法的基础上，考虑边界约束条件和法向量限制，扩展了算法的应用范围。此种方法在尽量保持模型外观前提下，达到减少模型叁角形数量，从而生成场景中不同细节层次模型的目标。同时能根据网络上发布叁维场景的要求，缩减原始模型的文件尺寸到合适的大小。从叁维成像效果上看，与普通二次型度量简化方法相比，改进算法得到的结果在外观显示上与原始模型能保持更高的相似性，有较好的显示质量。 2) 实现了视觉相关的实时有选择性细化算法，进一步提高了场景渲染速度。应用递进网格表示方法高效的存储了网格信息，支持多细节层次场景的自动生成和光滑过渡，能获得快速可视化效果。为进一步加速渲染，实现了视点相关的有选择性格网，能显着提高目标区域细节，同时减少对最终图像贡献少或没有贡献区域的细节，有效降低了图形流水线的渲染负担。使用界定面概念为引入的递进
王臻[8]2007年在《多分辨率LOD地形建模及简化技术研究》文中进行了进一步梳理叁维真实感地形是可视化系统及虚拟仿真的基本组成部分，随着未来可视化和仿真技术快速发展，具有真实自然视觉效果的叁维地形生成和建模技术显得越来越重要。同时随着测绘技术的提高，获得大规模的地形数据已不是难题。然而，由于图形显示硬件及传输线路的限制又导致我们不能很好的实时显示和处理这些庞大的数据。因此，如何简化地形显示，加快绘制速度成为国内外研究的热点。目前在叁维地形的建模和简化领域，使用最多的是利用LOD算法生成地形的连续多分辨率模型，进而完成地形的实时多分辨率显示。本文首先介绍了叁维地形建模及简化技术的研究目的、内容及应用领域和发展前景，随后介绍多分辨率LOD地形及分形地形建模技术的相关理论和研究技术。在深入研究地形建模和简化的典型算法的基础上，提出基于层次细节简化和分形的真实感地形生成方法。该方法相对于用DEM数据构造地形，所用数据量减少，能实时生成满足一定需要的真实感场景。针对以往简化算法中单向裂缝消除算法效率低的问题，提出一种新的裂缝消除算法：双向裂缝消除算法，实验结果证明了该算法的正确性和有效性。
《中国公路学报》编辑部[9]2017年在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中进行了进一步梳理为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
参考文献：
[1]. 大数据量网格模型的建模与简化技术研究[D]. 赵新华. 国防科学技术大学. 2002
[2]. 大足石刻千手观音造像叁维展示系统关键技术研究[D]. 陶涛. 北京建筑大学. 2014
[3]. 地质体叁维可视化研究与系统实现[D]. 戴晟. 华东师范大学. 2008
[4]. 曲面重建的网格方法和技术研究[D]. 吕晟珉. 浙江大学. 2004
[5]. 快速构建逼真叁维虚拟仿真地球场景的若干关键技术研究[D]. 王鹏. 武汉大学. 2015
[6]. 大规模地形的建模与动态绘制技术研究[D]. 廖巍. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2002
[7]. 叁维仿真场景优化理论与算法研究[D]. 侯涛. 中国科学院研究生院（遥感应用研究所）. 2006
[8]. 多分辨率LOD地形建模及简化技术研究[D]. 王臻. 合肥工业大学. 2007
[9]. 中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017
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