基于LOD四叉树算法的中尺度云团三维流场可视化模拟分析

中尺度环流在复杂的天气环境下时常被大尺度环流掩盖,不能及时获取中尺度云团的时空密度,影响了中尺度云团三维流场可视化模拟效果,为了提升可视化模拟性能,提出基于四叉树算法(levels of detail,LOD)的中尺度云团三维流场可视化模拟分析方法。分析了中尺度云团三维相对流场,从中获取了中尺度云团三维流场运动规律,并基于二维直方图取得中尺度云团三维流场特征;将粒子源与四叉树结构相结合,构成四叉树粒子系统,把取得的特征映射到系统内,利用该系统中的粒子完成中尺度云团三维流场的渲染绘制,从而实现中尺度云团三维流场的可视化模拟。实验结果表明,绘制帧率对比测试、可视化模拟速率对比测试和可视化模拟效果对比测试结果清晰度较高,可视化程度较高,实用性强、可靠性高。

输电走廊场景激光点云LOD生成方法研究

为适应输电走廊海量点云高效实时三维显示需求,提出一种改进的多层次细节结构高效生成方法。首先对点云划分格网并计数,利用格网特征识别关键要素,将点云快速分成小块文件以利于并行处理;然后采用自适应采样方法对电力线塔等关键要素块进行泊松碟采样,对非电力要素块进行随机格网采样,实现多层次细节高效生成。实验结果表明,该方法在显示电力走廊关键要素时表现出了优秀的蓝噪声视觉效果,对比全局泊松碟采样速度提高了20%以上,满足海量点云电力巡检中实时高效显示需求。

基于LoD2模型的不同建筑符号表达形式的可用性对比评估

建筑是帮助人们构建空间认知、旅游寻路以及出行导航的重要空间位置参照点,在地图或虚拟环境中,建筑符号表达影响着人们构建空间认知的准确性和效率。本文基于常用LoD2建筑模型,结合建筑视觉显著性特征,将建筑符号表达分为四种类型(LoD2+照片;LoD2+主要颜色;LoD2+纹理;LoD2),通过实景识别实验进行四类符号形式的可用性对比评估。实验结果表明:(1)LoD2+照片和LoD2+纹理两类符号形式具有相对较好的识别性,且识别难度低;(2)LoD2和LoD2+主要颜色两类符号的识别准确率较低,且识别难度较大,主要原因在于真实环境中建筑与其周围建筑通常存在相近的颜色和相似的形状特征,从而导致较高的识别难度。从实用性角度,照片符号需要较大的展示空间以保证其清晰度,不利于地图多尺度表达,LoD2+纹理的建筑符号不仅反映了建筑轮廓特征,并且包括经过简化抽象的墙面视觉特征,因此具有较好的实用性。

无人机倾斜摄影三维模型自动单体化技术研究

基于倾斜摄影的实景三维模型是mesh面,在实际GIS应用过程中,需要对模型进行单体化处理。目前,传统的方法采用DP modeler或者3DMAX等软件进行单体化建模,效率低,成本高。本文研究基于多边形剪裁的实景三维模型单体化技术,采用三角网索引,实时动态的LOD技术和多边形裁剪等技术,在原mesh模型的基础上,提取建筑、道路等地理实体平面位置,根据平面位置将地理实体从mesh网格模型中切割出来,同时对模型侧面进行平滑处理,开发三维模型自动单体化软件。该技术在新疆某大面积实景三维模型项目建设中得到应用,改变了传统单体化建模的手工建模方法,成倍地降低了三维建模单体化和修模生产成本。

多源点云优化的城市三维模型构建

简易模型与传统复杂的单体模型相比,对存储、可视化、传输和后续应用技术要求低,敏感信息承载量少,且能满足大部分应用需求,具有更高的应用价值。考虑应用需求与技术现状,自然资源部将城市三维模型(L0D1.3级)纳入实景三维中国建设任务中。目前相关生产以半自动化采集为主,工程化应用存在技术流程烦琐、效率较低且对数据量限制较大等问题。本文立足山东实际,提出了一种基于多源点云优化的城市三维模型快速构建技术,在充分利用现有数据基础上有效提升了数据处理效率,大幅减少了生产成本,并在实景三维山东建设过程中得到了有效验证,具有较好的社会经济效益与推广价值。

LOD技术与制图综合在多尺度地图适时显示中的应用研究

多尺度地图适时显示是电子地图可视化过程中的瓶颈问题,在这一领域人们已经探索出不少行之有效的方法。本文将一种三维场景复杂程度控制技术———LOD技术,结合传统的制图综合技术,用于电子地图可视化。通过对地理要素分类建立LOD模型,其中地理要素的分类方法,以及LOD层次参数的设定,综合算法的选取等提出一些理论依据,旨在为电子地图可视化提供一个标准和数学依据。并已通过《深圳市龙岗电子地图集》制作项目的实践,初步实践了这一技术结合。

虚拟地形场景绘制中的实时LoD算法

本文论述了基于视点的连续 L o D算法在动态虚拟地形场景绘制中的应用。我们通过分析规则格网数字高程模型的规律性 ,推导了 3个与视点相关的判据来动态简化地形 :1图像空间误差 ;2视锥台相交性 ;3节点方向性。实验结果证明 ,该算法在基本保持视觉效果不变的情况下 ,极大地提高了虚拟地形场景的绘制速度。

LOD和多边形表面简化

综述了利用层次细节模型(LOD)技术对多边形表面进行简化的最新技术。从多边形场景和复杂几何模型的应用角度对最新简化算法的优劣性进行了比较并对未来的研究趋势进行了展望。

LOD算法研究及其在地形实时显示中的应用

多分辨率显示(LOD)技术是解决大规模地形实时渲染的关键技术之一。该文论述了LOD技术的基本原理、分析了几种常用的LOD算法;研究了与视点相关的渐进格网(VDPM)算法,并对其进行了较大改进,提高了执行效率;最后,将改进后的算法应用到大规模地形实时渲染中,取得了较好的实时显示效果。

VR交互式三维虚拟起重装备建模与仿真

起重机作为广泛应用的特种装备,运行危险性大,极易发生安全事故。为降低由操作不当引起的安全事故,国家高度重视起重机的安全培训工作。目前培训操作多为传统的示教式培训,培训成本高、效果差。虚拟现实技术具有沉浸式、交互性、多感知等优点。基于此,采用虚拟现实技术建立起重装备培训和考核系统,大幅提升工人培训效果。为还原起重机真实使用场景,采用逆向工程技术对起重机及起重机厂房进行建模;针对三维虚拟场景真实性以及模型数量巨大交互模型复用性差的问题,采用细节层次(levels of detail,LOD)模型构建起重装备几何模型,从而优化系统的真实感和实时性;利用Unity平台实现了起重装备的三维场景漫游、碰撞检测和快速导航;基于MySQL数据库,实时存储培训数据以及起重机重要参数数据;依据现有桥机平台对虚拟平台进行了验证,结果显示该起重机虚拟现实培训系统可以在降低培训成本的同时大幅提升了培训感官,实验效果良好。

基于矢量控制法和LOD的音乐喷泉模拟

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感。粒子系统是实现喷泉效果的有效方法。基于粒子系统基本思想,提出了矢量控制法并以此法利用OpenGL建立了喷泉模型。为进一步提高模型的绘制效率,引入了LOD技术。最后,利用背景音乐的感性特征参数对该喷泉模型动态驱动,实现了对音乐喷泉的模拟。

QTL作图中零假设检验统计量分布特征及LOD临界值估计方法

研究QTL作图中零假设检验统计量分布特征,可以帮助我们选取合适的LOD临界值,以控制全基因组显著性概率水平下犯第一类错误的概率。本文利用模拟方法,研究了QTL作图中单个扫描位点的似然比检验(LRT)统计量在零假设下的分布特征、影响最大LOD统计量累积分布的因素以及不同群体在不同标记密度下有效独立检验次数与染色体长度的关系。结果表明,在定位加显性效应QTL的一维扫描和定位上位性互作QTL的二维扫描中,单个扫描位置上的LRT统计量均服从卡方分布,其自由度等于检测QTL遗传参数的个数;染色体个数、群体大小和表型测量误差方差对零假设下检验统计量的分布没有影响,即不影响LOD临界值的选取,而群体类型、标记密度和染色体长度有明显影响,BC1、RIL和F2三种类型的群体中,BC1群体的临界值最小,F2群体的临界值最大,标记越密染色体越长,对应的LOD临界值越大;QTL一维扫描中有效独立检验次数与染色体长度呈正比,二维扫描中有效独立检验次数与染色体长度呈二次幂关系。借助Bonferroni矫正,给出了全基因组显著性水平与单个扫描位点显著性水平间的关系,因此,研究者可根据作图群体的群体类型、标记密度和基因组长度,很方便地确定特定全局显著性概率水平下的LOD临界值。

基于聚类和动态LOD的三维地形建模方法

为提高基于DEM高程数据的三维大地形绘制效率,提出基于K-means聚类和动态LOD的三维地形建模方法。对高程数据集使用K-means聚类分析方法,发现地形数据的自相似性,建立数据采样点与地貌特征分类的自动关联;依据采样点的地貌属性值完成粗化处理,构建不规则三角网模型;采用局部优化算法进行有限域内的三角形分裂以实现三角网的动态更新,结合克里金插值法实现插入点的精确计算,形成LOD层次细节多分辨率模型。实验结果表明,该方法对不同类型地形都获得了较高的数据简化率,提高了三维模型的绘制效率,具有较好的地形特征保持性。

基于半边折叠的LoD三维模型简化算法

针对复杂三维模型简化时引起的模型重要几何信息难以保存问题,提出一种基于半边折叠的保持三维模型重要几何特征LoD模型简化算法。通过引入二次误差量度、曲率特征、视觉特征度、折叠点的度以及折叠边长度,计算半边折叠代价,排序折叠优先级优化模型简化效果,减少模型误差累积。实验结果表明,该算法有效解决了简化后模型重要几何特征不明显的问题,实现了三维模型的LoD层次构建。

地形信息的LoD建模及精度分析

对细节层次模型(LoD模型)不同层次之间的精度进行研究。提出用于分层的简化比率概念,建立表示LoD不同层次精度的分辨率误差模型,选取5种典型地貌区域进行实验,得到不同地貌区域的误差拟合公式。根据这些公式,可内插得到各种分辨率比率的误差。同时,利用逆公式,又能由误差确定相应的分辨率比率。最后,对不同地貌类型不同化简算法的模型化简误差进行分析研究。研究成果为评价LoD模型精度提供新的方法,也为简化DEM模型时选择适宜的分辨率提供科学依据。

3D模型LOD算法的研究及其OpenGL实现

3D模型LOD技术是计算机图形学的一个重要研究课题,简述了3D模型LOD技术的基本原理并分析和探讨了各类LOD算法。为了克服LOD算法在使用中的局限性,提出了一种3D模型LOD算法,并通过OpenGL编程进行了实现,运行的结果表明此3D模型LOD算法是可行和高效的。

BIM轻量化技术在水利工程中的应用

为提高BIM轻量化技术在水利工程中应用的可行性和全面性,分析总结当下主流的BIM轻量化技术,以密云水库改造消隐工程为例,提出水利工程BIM轻量化技术应用路线,改善不同建设阶段BIM轻量化技术的应用效果。在设计阶段综合运用模型减面优化法、渲染优化法以及BIM轻量化协同设计平台,能大幅度提高三维模型设计效率;采用BIM轻量化引擎将BIM设计模型传递至施工阶段,建立BIM轻量化施工管理平台,能有效提高施工管理质量,保障工程按时按质完成。针对当下BIM轻量化技术现状,提出未来发展的建议:BIM轻量化技术应集成多种水利工程行业特色数据,完善BIM规范及标准,使BIM轻量化应用体系更加规范化、科学化。

一种新的连续性LOD实现算法

为进一步提高网格简化速度和实现连续性的层次细节(LOD),文中利用球形包围体对模型顶点进行分割,通过基于视距的误差阈值和最小误差聚类算法综合控制包围球的体积大小并对包围球的顶点进行聚类.实验结果显示,该算法能够较快、高保真地对模型网格进行简化,并解决了传统算法在层次细节实现上非连续性的问题,证明该算法是有效和实用的.

基于四叉树的LOD地形简化研究

根据视点的位置及地形的起伏特征,采用了一种基于四叉树的细节分层技术(LOD)来实现地形模型的简化,其中四叉树方法又包括常规四叉树和受限四叉树两种。这一技术的具体思想是使离视点近的地方采用详细的数据结构,离视点远的地方采用简单的数据结构,可以实现地形模型的简化,达到快速显示的目的。

SLOPE法线生成算法的LOD技术在地形渲染中的应用

为了研究LOD地形渲染技术在使用法向量进行地形光照等渲染的时候遇到的困难,解决数据存储与动态计算法线向量的问题,在分析当前使用的地形渲染技术的基础上,针对三维地形渲染的常用方法,提出了一种新的计算法线向量的方式算法,简化了操作,并提高了渲染效率.