面向动态流程工厂模型的快速分层层次细节法

分析了现有基于面片的分层层次细节算法在处理大规模动态流程工厂模型时存在的预处理时间过长、更新操作耗时等不足,提出一种新的基于基本体元的快速分层层次细节方法.该方法在体元级别对设备和元件进行聚合,对管线进行分割,建立场景图,然后基于几何参数和形状特征计算各体元的层次细节.利用管子及其元件的拓扑连接关系构成"组合管子",在体元级别对其进行合并简化.实验结果表明,对具有10M左右面片复杂度的动态流程工厂模型,该方法在普通PC机上能够在保证一定绘制质量的前提下将模型绘制速率平均提高3倍左右,并且将预处理时间控制在7min以内.

基于高斯球的近似共面合并层次细节模型

构造场景多层次细节模型是加速图形显示的有效途径 .给出一种基于共面合并自动生成场景多层次细节模型的算法 .此算法将一单位球定义为高斯球 ,并按一定的规则对其进行层次分割 .然后根据各景物面片的法向在高斯球上的分布 ,将具有近似一致法向的面片划分为面片族 ;在面片族内对相邻面片进行合并 ,生成近似共面区域 ;然后移去其内部点 ,对区域边界重新三角化 .算法还结合临近边界点合并等原则 ,删除对表达场景几何特征重要度低的顶点 .算法利用平面九叉树进行合并操作 ,生成具有多层次细节的场景模型 .实验结果表明 。

基于分层次细节模型的场景快速绘制

分层次细节模型(HDM)动静态场景快速绘制算法根据几何数据集,用场景图表示几何体,先计算局部场景图分层次细节(HLOD),并随场景中物体运动,更新与动态场景相对应的HDM。然后依据空间近似度,重新聚集场景图节点,最后增量更新场景图边界体层次。并将HLOD需重新计算的节点插入到队列,用简化处理方法计算HDM。以显示列表快速绘制LOD和HDM。

基于视点细分的层次细节模型及其在虚拟内窥镜中的应用

构造了一个基于视点细分的层次细节模型,并将其应用在虚拟内窥镜中。该算法首先对原始模型层次化简得到基网格,然后通过参数化建立原始网格与基网格之间的映射关系,并采取与视点相关的细分来重采样。在视点原则的实现过程中,我们通过八叉树建立了视点变化的索引,并利用了动态变化的相邻模型间的可重用性。实验表明,该算法效率高、数据结构简单、易于实现,可以满足虚拟内窥镜实时绘制的要求。

自适应多层次细节信息地表模型生成算法设计

以研究多层次细节信息地表模型快速生成算法为目的 ,在分析当前多层次细节信息地表模型生成算法的基础上 ,以四叉树结构作为算法的基本单元 ,设计和实现了具有自适应能力的多层次细节信息地表模型生成算法 ;详细描述了算法的设计 ,给出了算法实现所需的关键公式 ;最后给出了算法的应用实例和对算法时间效率的分析 .此算法的最大特点是具有很强的自适应能力 ,能够自动根据原始地表数据、视距离、视方向、设备条件等的变化来自动调整输出的三角网模型 ,并且可以快速地在不同的层次细节模型之间平滑过渡 .从算法的理论分析和应用实例可见 ,该算法有很强的自适应能力 ,可以满足大的地表模型快速生成和交互的需要 .

基于层次细节模型和分形理论的动态地形仿真

如何在PC机上生成具有动态特性的真实感地形图一直是计算机图形领域一个挑战性课题 ,该文在基于层次细节模型对同一场景或场景中的物体使用具有不同细节的描述而得到一组模型供绘制时选择使用的思想 ,运用分形绘图理论提出了一种动态地形仿真的方法 ,它具有重要的经济性和军事应用价值。

细节层次模型特点与使用条件

简要介绍了细节层次模型的特点 ,建立了几种定量描述细节层次模型使用条件的关系式 ,并给出了选择该模型的充要条件。

基于能量函数基元提取的建筑物LOD2模型自动生成方法

近年来,随着实景三维中国和数字中国的快速发展,建筑物三维模型重建已成为智慧城市建设的重要环节。本文提出了一种全自动建筑物LOD2模型生成框架,旨在解决城市级实景三维场景中建筑物LOD2模型生成的难题。为了自动提取大场景建筑物对象,首先利用场景正射影像,通过图像分割获取建筑物的边界信息;然后使用改进的增强型平面区域分割方法提取高质量的分割平面,并利用混合线性模型对分割结果进行优化,能够更好地处理城市建筑物的局部破损和重建错误等问题。试验结果表明,本文算法生成的建筑物LOD2模型质量和效率更高,能够应对城市建筑模型的复杂情况,得到更稳健的重建结果。

误差受控的多细节层次地形模型的实现

基于视点的细节层次模型对于提高三维GIS中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,开发与视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导细节层次模型的误差计算公式,建立误差受控的细节层次模型,同时缝合漫游时细节层次模型中的缝隙现象。试验结果表明,误差受控的细节层次地形模型对于减少三维漫游过程中几何数据的装载量和提高漫游速度具有明显的效果。

基于层次细节模型的遮挡裁剪算法

遮挡裁剪和应用层次细节模型是两种有效的三维复杂场景渲染加速算法 .为了快速地进行三维复杂场景的渲染 ,提出了一种结合层次细节模型与遮挡裁剪技术的算法框架 ,该算法首先在预处理阶段 ,将场景划分成不同空间层次结构 ;然后在运行时刻 ,对较高的空间层次 ,可应用遮挡裁剪技术判别场景的可见性 ,并裁剪掉不可见场景部分 ;而在局部的较低层次上 ,则应用网格简化方法来选择适当的模型层次细节 .实验结果显示 ,该算法取得了较好的加速性能 .

一种新的三维网格多细节层次模型生成方法

提出了一种新的基于半边折叠的递进网格构造算法和一种引入了细分算法的多细节层次模型生成方法,并给出一组实例说明了算法的有效性.

顾及对象语义的大规模杆塔电力线分页细节层次模型构建

分页细节层次模型的构建是三维可视化的关键技术之一。如何建立合理的细节层次模型并进行有效的内外存调度,使占用尽量少的内存并保证三维可视化平台的流畅运行,是大规模三维场景可视化技术的关键。针对电力杆塔、电力线这类特殊对象的可视化需求,充分利用电力杆塔和电力线的语义结构特征,提出了一种顾及对象语义的大规模杆塔电力线分页细节层次模型的构建方法,在满足不同观察距离的细节感知要求的情况下,实现最大限度的细节简化。实验表明,顾及对象语义的分页细节层次模型能够很好地满足大范围杆塔和电力线可视化的实际需求。

误差受控的细节层次地形模型的实现

地形模型在3D GIS中具有重要的作用,其三维可视化的速度直接影响到3D GIS中实时交互操作的效率与实现。基于视点的细节层次模型对于提高3D GIS系统中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,文章开发了与观察视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导了细节层次模型的误差计算公式,建立了误差受控的细节层次模型,同时缝合了漫游时细节层次模型中的缝隙现象,并在实际的工程中予以具体应用。实际结果表明:误差受控的细节层次地形模型对于减少三维漫游过程中几何数据的装载量和提高漫游速度具有明显效果。

误差受控的细节层次地形模型的实现

地形模型在3D GIS 中具有重要的作用,其3维可视化的速度直接影响到3D GIS 中实时交互操作的效率与实现。基于视点的细节层次模型对于提高3D GIS 系统中地形模型的漫游速度以及减少地形模型的数据量具有重要的作用。为了提高地形模型的漫游速度,开发了与观察视点相关的细节层次模型的数据结构和算法,推导了细节层次模型的误差计算公式,建立了误差受控的细节层次模型,同时缝合了漫游时细节层次模型中的缝隙,并用实际工程数据予以验证。实验结果表明:误差受控的细节层次地形模型对于减少3维漫游过程中几何数据的装载量和漫游速度的提高具有十分明显的效果。

基于OSG的铁路站场三维场景层次细节建模研究

研究目的:BIM建模的重要环节是实现三维可视化模型的创建。在铁路站场的设计工作中,实时生成的三维场景模型可为设计成果提供参照,增加设计的准确性。但站场设备众多且庞杂,如何组织数据,快速生成适应站场设计阶段方案修改要求、调度流畅的实时三维可视化模型是创建三维场景模型的难点。研究结论:(1)提出层次细节三维站场模型构建方法,解决了大数据量模型加载时间长、硬件要求高的问题;(2)提出合理的数据管理结构,创建设计数据独立于建模过程的建模方法;(3)基于本文方法完成站场三维场景平台搭建,可实现站场三维快速建模、动态加载和交互式浏览,显著提高工作效率;(4)该研究成果可广泛应用于公路、隧道、水利等其他工程领域的三维层次细节建模及三维场景管理中。

生成地形细节层次的粗糙度误差判据

误差判据是生成地形表面细节层次的核心问题,影响着三角形数目和地形三角形网的偏差。在分析各种误差判据计算结果的基础上,提出基于粗糙度的误差计算方法。采用表征地形起伏形状的粗糙度作为因子,建立误差评价函数,结合视点位置形成误差判据球,最后根据误差判据球生成地形细节层次模型。对误差判据改进后,适用于高空俯视地形及动态地形的细节层次技术(LOD)生成。试验表明,改进的粗糙度误差判据降低了地形网格中的三角形数量,对平坦地形的优化效率较突出。

基于层次块的大地形实时细节合成及渲染算法

为解决渲染真实大地形场景面临的数据获取困难问题,减轻海量地形数据存储与调度的压力,提出了基于层次块实时生成可控的地形细节,完成地形渲染的新方法。采用了层次块结构组织采样数据。给出了基于层次块生成可控细节的方法,使用块网格细分增加采样点,提出了基于Perlin噪声的可控多重分形算法计算细节,保证了生成的细节受真实采样点属性控制。采用统一的细节选择标准完成了细节合成与LOD方法集成,其结果与原始地形块共同构成了动静结合的双层自适应层次结构,实现了视相关的大地形渲染。面向GPU实现了实时合成算法。实验分析表明了该方法能够利用有限的真实地形数据实时产生与实际地形特征相近的细节,完成大地形渲染。

基于多细节层次结构扩展合并的快速三维可视化方法

三维模型可视化技术近年来得到迅速发展,已经应用于如游戏、地理信息系统、电子商务展示等多个领域。随着移动终端的普及以及大数据时代的到来,对三维模型实时显示的速度和精度不断提出更高的要求。本文通过建立多细节层次结构,依据最小距离实现对相邻三维模型的扩展合并,以减少读取模型的数据量,达到简化模型的目的。通过实验研究证明,将其应用于三维可视化可以提高三维模型显示效率。

建筑物立面多层次快速建模方法

针对建筑物立面手工三维建模速度慢、工作量大等问题,提出了一种多细节层次建筑物立面快速建模方法。首先以墙面为基准,窗户为主体,分析各细节部件几何特征、空间分布特征及拓扑关系,设计了一种窗户及墙体多细节层次模型,并定义了各细节层次精细度及所需的结构化特征数据;然后基于三维激光点云数据,提取三维建模所需的结构化特征参数;最后借助MAXscript脚本实现多层级墙体和窗户模型自动化重建,并基于各部件拓扑关系快速构建多层次建筑立面模型。通过实验进行精度及效率分析:表明该方法建模精度较好,距离中误差达到0.126 m,建模效率及自动化程度明显提高。

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。