空间方位向量与包围体策略结合的3D模型拾取

3D模型的拾取在三维人机交互、交互式图像系统图形拾取方面均有重要应用,目前普遍的拾取算法均需利用鼠标操作才能实现,在拾取计算过程中常存在一系列矩阵求逆的问题,且对3D模型构造的拾取包围体过于单一,影响拾取的有效性、便捷性和精确性。本文提出了一种基于空间方位向量与包围体策略结合的3D模型拾取算法。首先,用实体交互笔代替鼠标,在下位机解算交互笔空间姿态信息,将交互笔空间方位向量实时映射到虚拟场景世界坐标空间并生成一条拾取射线;其次,采用形状判定阈值策略,对3D模型不同模块的外形特征实时建立针对具体模块的盒状包围体和球状包围体;最后,通过拾取射线与具体包围体的相交检测,判定是否拾取了具体模块。实验中以拾取具体3D模型为例,相比于经典射线与单一包围体的拾取方法,本文所提出的算法对模块的拾取速度提高了16.98%,对3D模型相邻模块边缘的拾取误判率从单一包围体的71.26%降低到12.80%,操作便捷有效。

面向对象的交互显示和拾取模型研究

针对三维CAD/CAM系统可视化交互部分的实现,深入研究了可视化关键技术——三维形体在计算机屏幕上显示和拾取的具体运行机制,采用面向对象思想构建了各自不同的模型框架. 能够清楚高效地实现交互显示、拾取过程,简化系统结构,使系统具有层次性,易于维护. 在此基础上,对显示和拾取进一步进行封装,合二为一,建立了两者统一的可视化数据模型,模型结构清晰,在面向对象环境下容易实现,体现了软件良好的封装性和复用性。

基于Three.js的在仿真中的可视化和拾取研究

当下前端技术日新月异,WebGL以其无需插件和硬件加速等特点迅速在web3D展示技术中走红,而封装了WebGL的Three.js更是为3D图形的高效展示提供了可能。基于web端的仿真软件也在蓬勃发展,针对传统的拾取方法不能很灵动直观拾取仿真过程中所需要的体、面、线、点,文章阐述了基于three.js的体、面、线、点的点选和框选的拾取研究,讲解了其设计思路和实现的方法,相对于传统的拾取方法,能更好的满足在仿真过程中的应用,尤其是非网格模型中线面的拾取。

虚拟现实技术在油气集输仿真培训中的应用

使用实时三维建模软件MultiGen Creator建立油气集输过程三维模型的等级数据库结构。针对因模型容量过大而降低交互速度这一问题,采用分组LOD和Creator绑定Vsimplify插件技术,利用Garland简化算法和三角化算法对模型进行优化,同时采用模型拾取技术,使仿真培训效果逼真,交互速度快。操作人员可以从任意距离和角度观察油气集输的各个过程,了解生产设备的内部构造及生产环节的动态运转过程。

基于World Wind的三维电网资源管理平台技术研究

常规的电网资源管理系统建立在二维GIS基础之上,以图形符号方式展现电网设备,难以表达真实场景和三维信息。为了解决该问题,采用开源三维GIS引擎World Wind进行三维电网资源管理平台建设,综合采用细节层次(Levels of Detail,LOD)技术、可视性剔除算法等方式,可有效解决数据存储与加载、场景显示效率等问题。文章通过针对某项目区的输变电设备的三维场景构建、场景交互、信息检索等功能开发,介绍如何将三维电网资源进行管理并在三维场景中进行展现与应用,并论述了通过优化三维模型加载与显示策略,可提高三维场景显示效率,增强三维平台的用户体验,达到了预期效果,满足三维电网资源管理的要求。

结合三维视景的自定义位图动画实现

作为激光传输系统的关键环节,激光传输的建模和仿真具有重要意义。提出了一种利用三维视景的自定义位图动画实现激光传输仿真的新方法,该方法首先通过调用动态链接库将三维虚拟仿真与传统的二维数值模拟相结合,然后利用鼠标或键盘对虚拟场景中观测点位置或三维模型进行平移或旋转操作实现模型拾取,科技人员可以在看得见,摸得着的情况下修改模型的各个参数,并可以实时或离线显示计算仿真结果。该方法为科技人员提供了良好的人机交互界面,仿真结果也表明了该方法可操作性和有效性。

基于广义包围盒的交互操作在Vega环境中的应用

介绍了视景仿真软件Vega所具备的场景基本操作功能,针对Vega在交互操作功能方面的不足,提出了一种广义包围盒。介绍了广义包围盒的实现原理,定义了包围盒的数据结构,给出了获取方法,然后基于Vega API,通过两种不同方法建立了场景模型广义包围盒。基于广义包围盒,对场景模型直接进行操作,从而实现了Vega虚拟场景中的模型拾取、碰撞检测等仿真交互操作。给出了模型拾取、碰撞检测的具体实现算法,并成功应用在一个视景仿真程序中。

高速列车驾驶台多功能显示器虚拟仿真

本文研究了基于XNA平台的高速列车驾驶台虚拟仿真技术,着重介绍了虚拟驾驶台中多功能显示器在虚拟三维场景中的实现方法。主要涉及虚拟显示器的创建、驱动及交互等功能的实现方法,采用基于XNA平台的离屏渲染技术、动态参数驱动MFD显示和模型拾取算法,逼真地实现了实时显示高速列车驾驶台运行信息和人机交互,提高了虚拟场景的真实感、沉浸感。

层析静校正方法在万城地区的应用

在地表地质条件复杂地区,一般会产生静校正问题,对于解决这些地区静校正问题,层析静校正方法是较为合适的,因为一方面它对初至波没有严格限制,另一方面可以较为准确地反演地表地层结构,较好地解决静校正问题。本文介绍的层析静校正方法,是利用反演的初至波和实际拾取的初至波进行相减,得到一个修正量,然后重复这个过程,迭代计算得到精确的近地表模型,消除静校正问题对反射时距曲线的影响。通过该方法可以有效解决万城地区复杂地表条件引起的静校正问题。