虚拟环境中优化的OBB碰撞检测算法研究

碰撞检测是计算机图形学的研究热点之一,基于包围盒的碰撞检测算法是一种比较有效的碰撞检测算法．OBB紧密性较好,能有效提高系统的检测效率,但是相交测试的代价太大,根据AABB易于构造、计算简单但紧密性差的特点,提出并实现了优化的OBB碰撞检测算法。实验结果证明:优化算法能够较大幅度地提高了碰撞检测的实时性能,取得较好的效果。

鱼眼图像校正及拼接的研究与实现

鱼眼图像视角大,两幅图片即可拼接成全景图,但鱼眼图像存在严重变形。该文利用场景中直线的鱼眼投影曲线,使用球面透视投影约束,得到径向和切向变形参数,实现了鱼眼图像的校正。基于待拼接图像之间重叠部分亮度差最小的原理,确定了重叠区域,通过在重叠区域间的融合,实现了图像的无缝拼接。校正及拼接结果表明,该方法能得到较为满意的效果。

图像和建模相结合的虚拟场景绘制技术研究

虚拟现实的基础和核心是虚拟场景的构造与交互操纵。有两种方法实现基于微机的虚拟场景:图像的方法(Image-BasedMethod:IBM)和建模的方法(Model-BasedMethod:MBM),这两种方法各有其优缺点。基于图像的方法虽然逼真性和实时性都很好,但只能实时浏览,而不能实时操纵;基于建模的方法虽然支持实时操纵,但其真实感较差。文中在分别研究基于图像、基于建模虚拟现实理论与实现方法的基础上,充分发挥基于图像方法和基于建模方法各自的优点,实现了图像与建模方法相结合的虚拟场景系统。文中介绍了系统的结构、功能、典型实例以及若干关键技术。

三维任意区域中点集的三角剖分算法

本文在已有算法基础上，发展了一种三维任意区域中点集的三角剖分算法。该算法不仅可用于三维点集的标准Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分，而且用于带有约束表面及内部含有孔洞情况，可以处理非凸区域的三角剖分问题。算法对点在空间的位置没有任何限制。

二维约束点集Delaunay三角剖分算法研究

在已有算法基础上,提出了任意二维约束点集Delaunay三角剖分的新算法,算法仅在局部产生少量新点,并在局部对三角剖分进行修改,便可保证整体三角剖分符合Delaunay性质.

基于鱼眼图像的虚拟漫游研究

根据鱼眼图像的有效区域为圆形,提出了扫描线逼近的轮廓提取算法,基于图像重叠部分亮度差最小的原理,确定了重叠区域,通过对重叠区域进行融合处理实现了鱼眼图像的缝合,最后直接从鱼眼图像上提取颜色信息,重新采样图像数据,实现了基于鱼眼图像的虚拟漫游。结果表明:能较大的提高漫游的实时性能,取得了良好的效果。

柱面全景图像拼合及漫游算法研究

基于图像的绘制技术不仅可以弥补传统基于几何绘制技术的不足,而且能给出更丰富的图像显示.文中从实际应用出发,提出并实现了图像拼接新算法,并在此基础上,利用OpenGL的纹理映射技术,将全景图像作为纹理图像映射到由OpenGL预先构造出的虚拟视点空间上,并实现了虚拟场景的全景漫游.

空间自由管道点云重建方法

为实现管道的特殊功能、满足其安装要求,管道的中心扫掠路径常设计成空间自由曲线,而采用平行截面切片的方法仅能反求重建由点云定义的平面自由曲线走向的管道,无法重建空间自由管道,为此提出一种考虑光顺要求、将拉格朗日乘数法与NURBS模型相结合的空间自由管道点云重建方法:先对管道点云进行曲率分析,再用区域生长法提取其特征线并加入光顺限制条件,使特征曲线光顺化,最终得到光滑的管道曲面。实验表明:该方法计算效率高且可得到高品质的自由管道曲面。

基于金字塔技术的STL模型数字水印算法

为了确保STL(Stereo lithography)模型数据在网络传输过程中的安全、完整性,根据STL模型自身的特点,对模型进行了拓扑重建,在主成分分析(Primary component analysis,PCA)预处理的基础上,提出了基于金字塔技术建立STL模型数据空间索引算法,对原始STL模型数据空间进行了划分和索引,结合奇异值分解的相关原理,提出了基于B+树K近邻查询的STL模型数字水印嵌入与提取算法.实验证明:本文算法不可见性较好,算法实现速度快,在盲检测下能够抵抗旋转、平移、均匀缩放、顶点重排序、简化、噪声、剪切等攻击,具有较好的鲁棒性.

球面全景空间缝合及漫游算法研究

提出了基于图像映射实现球面全景空间缝合及实时浏览的算法。首先,对两幅或多幅鱼眼图像使用扫描线逼近算法分别提取轮廓,再采用基于亮度差的图像缝合算法对其球面投影进行球面缝合,使用球面坐标定位校正算法校正图像并拼接成平面全景图,通过建立球面浏览视窗与平面全景图之间的像素映射关系,显示球面全景空间不同视角场景信息。实验结果表明,该算法较好地实现了鱼眼图像的无缝拼接以及球面全景连续360°的实时浏览。

三维模型数字水印技术研究进展

数字水印技术为网络环境下的三维模型提供版权保护。介绍三维模型数字水印的特征、分类及其攻击技术,重点分析三维点云模型、三维网格模型、参数曲面模型、体数据模型数字水印技术以及三维模型数字水印算法性能评价的研究现状,归纳、总结出三维模型数字水印技术的研究难点以及需要深入研究的问题。

基于遗传算法的多目标虚拟装配路径规划

针对以往求解路径规划问题中以路径最短为目标的局限性以及随机选取初始路径的缺陷,引入合适的目标函数和遗传算子,提出了一种基于遗传算法的多目标虚拟装配路径规划方法,利用大范围初始化的方式产生具有代表性的初始群体,设计了具有启发作用、适合路径规划的遗传算子,能够同时得到不同特点的多条路径,优化了装配路径。

曲面重构误差的单纯形匹配检验方法

针对反求工程中的曲面重构误差检验问题,提出了一种点云数据和重构曲面的匹配检验方法。首先,通过包围盒刚体变换求取了匹配初值,再基于单纯形优化方法求取最佳变换矩阵完成了精确匹配。以匹配后的模型为基础,设定误差检验包络面,分析了测量点与重构曲面的偏差和均方根误差。实践证明:该方法具有高效、精确等特点,有效地解决了曲面重构误差分析和质量评估问题。

虚实结合虚拟场景实时绘制技术研究

将图像和几何模型相结合,对于需要操纵和改变外观轮廓形状的目标视景采用基于几何模型的方法建模,对于环境视景采用基于图像(IBR)的方法建模,并对这两种模型进行图像合成,实现的场景既具有很好的真实感,又具有很好的实时性和可操纵性。实现了一个图像和几何模型相结合的虚拟视景系统,介绍了系统的结构、目标视景三维模型生成、环境视景全景图的拼合及虚拟场景图像合成与显示等关键技术。

三维点集Delaunay三角剖分的自动生成与修改算法

本文在已有算法的基础上，提出了一个三维点集Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分的自动生成及其修改算法。自动生成算法对点在空间的位置没有任何限制，修改算法充分利用已完成的计算量，当动态增加或减少一点时，仅在局部进行适当的调整即可保证整体三角剖分符合Ｄｅ－ｌａｕｎａｙ性质。文中给出了算法正确性的证明。

虚拟潜望镜视景系统的研制

介绍了一个基于虚拟现实技术模拟器中虚拟潜望镜视景系统的结构、功能及主要技术要点。系统在微机上实现。

三维有限元数据场体绘制算法的研究

三维有限元数据场包含了庞大的信息量,不易于人们深刻理解和分析。可视化技术将数据场以图形、图像的形式显示出来,揭示出三维有限元数据场中蕴藏的丰富内涵。讨论了三维数据场可视化体绘制中射线跟踪法和直接投影法的优点及不足,提出了将射线跟踪法及直接投影法各自优点结合起来的新算法,应用于三维有限元数据场的体绘制。新算法一方面充分利用场在投影区域上的二维连贯性,每次推进的是一个面片而不是一个孤立的像素点,另一方面针对每个视线段子段,充分利用场在深度方向的连贯性,用分析积分法完成累积光强和透明度计算。算法效率高,统一性强。

基于VRML和Java的三维地形生成方法研究

三维地形是地理信息系统的重要组成部分.文中基于Internet,利用VRML、Java实现了三维地形自动生成系统,并介绍了该系统的工作流程、若干关键技术及三维山脉地形生成实例.

一种改进的全景图生成算法

介绍了全景图的生成过程,对目前常见的几种图像拼接算法进行了分析和比较,在此基础上,提出了一种改进的全景图像生成算法.该算法通过对初始图像进行预处理、改进特征点选取方法以及优化特征点匹配过程,提高了全景图像生成的效率和准确性.实验结果也表明,该算法可广泛应用于基于图像的虚拟场景构造等方面.

基于微机的三维数据场可视化系统的研制

可视化技术的飞速发展与广泛应用提出了基于微机的可视化系统的应用要求。该系统支持三维数据场的造型、绘制、剖面处理及管理，具有灵活方便的交互手段及上下文联机帮助功能。系统采用面向对象机制，建立在MFC和OPenGL之上，具有良好的可移植性。