基于VRML97标准的混合渲染模型研究

虚拟现实场景需要混合自然场景和可视化数据等不同类别的对象,这时需要对不同对象使用不同的渲染模型。通过介绍在VRML97标准中实现各种渲染模型及其混合的方法,以校园虚拟环境为例实现了雨后彩虹的场景集成。

面向Web的地下洞室群模型加载与渲染优化设计

为解决BIM大规模三维场景给WebGL管线带来的渲染压力,结合水电站地下洞室群的结构、分布特点对数据动态调度策略进行了调整和优化。通过对比分析BIM和GIS中的LOD处理方式,设计了兼顾模型详细程度和发展程度的双重LOD处理机制;通过研究传统金字塔型索引的结构特点和空间划分方式,设计了综合多种树结构的能够自动调整边界的空间索引结构。在此基础上设计了基于渐近加载的动态调度算法,测试表明该方法提高了大规模BIM模型在WebGL上的渲染效率和稳定性。

冬奥气象图形产品可视化模型研究

高质量图形产品是冬奥气象服务信息的重要载体。基于冬奥气象数据高时空分辨率特征,研究了由多维气象信息向制图要素转换的冬奥气象图形产品可视化概念模型;设计了由基于数据引擎的结构映射、赛事服务的空间映射、组件应用的元素映射和派生思想的属性映射组成的冬奥气象图形产品可视化过程模型。针对差异化、准实时气象服务制图需求,设计了基于DVDL可视化描述语言的制图表达框架,对可视化模型进行业务组织,研发了冬奥气象图形产品加工系统,提供50余种基础产品样式和所见即所得的制图编辑功能,支持任意位置点长时间序列气象产品、山地赛场三维气象产品和多赛区综合服务气象产品的制图渲染。成果在2022年北京冬奥会气象服务中应用,生产了200余种不用服务主题气象图形产品,后续也可为其他冬季赛事和重大活动气象服务保障提供精细化产品制作解决方案。

手绘图风格的三维模型线条渲染

现有的三维模型线条渲染方法,由于模型是网格结构,渲染得到线条图由大量的小线段组成,导致图形中有许多明显的棱角和孤立线段.提出了一种新的手绘图风格的三维模型线条渲染方法,将观察到的三维模型转化成简洁、自然的线条图.算法首先采用Suggestive Contours方法得到模型的特征线段集,通过分析线段的空间信息,将小线段连接成若干长线条,并用三次B样条曲线插值这些线条,然后引入B样条小波对线条进行简化.实验结果表明,本文的方法可以很好地连接这些线段集,得到平滑、简洁的手绘风格模型线条图.

宽容与信任之社会心态的双向建构:“认同-渲染”模型构想

社会心理学意义上的宽容是个体平和包容地看待与己不同的价值理念、言谈举止等社会存在的积极心态,它存在人际宽容、群际宽容和文化宽容三个分析层次。每一层次上的宽容均可作为信任源而增加社会信任。＂认同-渲染＂模型认为,宽容与信任之间存在相互建构的关系,并且在人际、群际和文化三个层次间通过两种不同的社会心理机制而起作用。其中,从人际到群际再到文化的自下而上的作用路径主要通过社会渲染机制实现,从文化到群际再到人际的自上而下的作用路径则通过文化认同机制实现。为验证这一理论模型,还需要完善宽容的维度指标、构建相应的测量工作,并积累更多的经验证据。

基于参考图像的原子模型渲染方法

伴随着生物学的发展与纳米电子器件仿真技术的进步,原子结构在现代化科技领域发挥至关重要的作用。原子结构的复杂细节使得渲染效果受光源位置影响较大,导致了原子模型渲染工作的困难。基于此,提出了一种基于参考图像的原子模型渲染方法,计算出参考图像的光照参数用于原子模型的渲染。首先,通过改变光源位置,利用POV-Ray脚本实现不同光源角度下的批量模型渲染,采集光源位置参数及渲染图像得到对应光源位置的渲染图像数据集;接着,以残差神经网络为主干设计光源估计网络,并在网络中嵌入注意力机制提升网络准确性,使用优化后的光源估计网络对数据集进行训练,回归光源位置参数;最后将训练好的卷积神经网络应用于参考图像的渲染参数估计中,利用渲染参数渲染目标模型。实验结果显示。通过网络预测的参数与真实照明参数误差极小,具有高度可靠性。

滨海旅游建筑信息模型中建筑材料的渲染浅析

骑楼等滨海旅游建筑是我国南方滨海省份的建筑形式之一,应用建筑信息模型(BIM)技术,有利于对滨海旅游建筑施工工程进行项目说明与介绍,有利于提高滨海旅游建筑实际施工工程的施工精度。本文主要分析了滨海旅游建筑信息模型中建筑材料的渲染,为滨海旅游建筑信息模型的设置及应用提供了一定的参考。

城市全空间三维模型数据一体化集成管理关键技术及应用

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展,对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高,但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征,而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会,成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程,从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术,并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成,提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果,为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。

基于WebGL的石油化工模型渲染和优化

结合石油化工模型建模需求,文章对在WebGL环境下的石油化工模型渲染优化核心技术进行研究,重点围绕LOD分层技术、E3M动态渲染技术、参数化解析技术和几何体复用技术的模型渲染及优化效果进行可行性研究分析,并通过构建石油化工炼化厂三维可视化模型进一步进行模型渲染优化技术验证,提高石油化工模型的加载效率,增强了石油化工三维设计模型渲染效果。

化工项目数字化设计中的模型渲染方案

三维模型作为数字化设计的核心内容,模型渲染是必须开展的工作。但目前模型渲染大都采用人工对模型中的对象逐一配色的方法,过程繁琐,费时费力。本文介绍一套适合于Smart 3D软件的三维模型渲染方案,利用该方案可以实现每次模型生成时即完成了各对象颜色的渲染,提高了模型渲染的效率和质量。

基于Google SketchUp建立校园三维模型--以防灾科技学院为例

构建校园三维模型是建设数字校园的重要组成部分,文中以防灾科技学院为例,详细介绍了利用SketchUp软件在Google Earth上制作三维模型的方法与过程,包括建立地物三维模型、模型贴图与修饰渲染、制作地标文件以及模型上传,实现了防灾科技学院校园的三维建模,为实现校园数字化打下良好基础。

基于规则体元的三维地质模型构建加速技术研究

基于规则体元的三维地质模型在地质空间数据处理、三维空间信息分析和操作的简便性和模型通用性上相较于其他模型构建方法都有很大的优势,但是基于规则体元方法的三维模型构建中对于描述精确度高,模型范围大的地质体,在数据存储空间占用、模型生成时间、模型显示帧率和显存占用上都有较大的影响。针对规则体元方法的三维模型构建的效率问题,提出一种地质模型构建加速技术,通过降采样LOD技术、模型压缩技术和多线程Paged LOD调度技术,较大提升了基于规则体元的三维地质模型的生成时间和显示帧率,并且极大减少数据存储空间和显存的占用。通过对不同地质大小的模型构建效率对比发现,使用加速技术后,可以满足对12800 m×12800 m×128 m大小的三维地质模型的分析需求。

纹理映射技术在三维游戏引擎中的应用

游戏引擎是游戏的心脏,它在后台控制着游戏中各个模块同时有序的工作,渲染模块是游戏引擎中最复杂,也是最能体现游戏效果的模块。纹理映射技术的应用能增强场景绘制的真实感并能提高场景的渲染速度。该文是对三维游戏引擎中的渲染模块的初步研究,首先介绍了三维游戏引擎系统以及纹理映射技术,使用OpenGL图形库实现了大环境天空盒、三维地形的贴图效果、并加入了地面建筑物,再现了真实的三维场景。介绍了纹理映射技术在三维游戏引擎中的应用及作用。

三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案

为了提高校园漫游导览能力,提出基于三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案。系统的总体结构模块包括虚拟校园漫游的三维重建模块、信息处理终端模块、数据库模块、图像处理模块和人机交互模块等。采用3D Studio MAX和SoftImage仿真工具创建虚拟场景模型数据库,在三维虚拟场景的层次化结构模型中,进行虚拟校园漫游的三维全景重构。建立虚拟校园漫游的渲染模型,通过Creator多重渲染的方法实现虚拟校园漫游系统的三维全景设计,在Vega Prime中实现对虚拟校园漫游系统的软件开发设计。测试结果表明,设计的虚拟校园漫游系统具有很好的三维视景重建能力,图像的渲染能力较强,系统的稳定性较高。

AR技术下船舶导航系统交互界面设计

为充分利用AR技术优势设计船舶导航系统交互界面,合理展示船舶航行环境以及航行路线,确保船舶航行安全,提出AR技术下船舶导航系统交互界面设计方法。合理设计船舶导航系统交互界面架构,有效采集与预处理船舶航行环境信息,利用AR技术构建船舶航行环境三维虚拟模型,经法线贴图,凸显模型表面的细小轮廓特征后,使用改进插值算法完成模型渲染,增强模型高光效果,提升船舶航行环境以及航行路线可视化效果。实验结果表明,应用该方法能够设计出效果较好的船舶导航系统交互界面,导航效果理想,可确保船舶安全稳定航行。

基于Three.js的地压监测可视化分析云服务平台构建与应用

随着云服务及可视化信息技术的飞速发展以及国家和矿山企业对于矿山安全问题的日益关注,对作为矿山的数字化智能化载体的云服务平台提出了更高的要求,传统信息化平台应用的二维GIS技术已无法满足复杂的可视化分析需求。基于Three.js三维引擎,聚焦于矿山地压监测的可视化分析业务设计并开发了云服务平台,实现了倾斜摄影测量模型、矿山井巷模型、手动设计建模等多种三维数据的渲染展示,并具备地压监测数据的查询统计与云图分析功能,有效提升了矿山地压分析服务平台的易用性与分析深度。

立体交通工程大体量三维空间数据管理方法研究

交通工程行业数据平台普遍存在数据来源广泛、数据类型异构、数据存储量巨大以及数据展示效果差等问题。本文针对上述平台存在的问题进行研究,基于三维GIS、物联网、大数据等新一代信息技术,提出适用于交通工程行业大体量三维空间数据的管理方法,对大体量三维空间数据进行轻量化、web GL渲染及交通边缘数据处理,有效解决了模型渲染瓶颈并提高了渲染效率,对于交通工程的数字化发展产生积极的作用。

3D全息投影装饰空间三维坐标定位施工技术

近年来,3D全息投影被广泛用于科技馆、博物馆、会展等建筑中,本项目7~#二层3D全息投影为金牛区城投建设计划打造成富有科技动感的多媒体展示中心、接待中心。3D全息投影需要360°保真,并且可以智能化感应,也就是可以自主感应到观众与自身的距离,根据观众的距离远近来调节画面的远近与大小,当观众的视觉发生偏移时,画面也会偏移,当同时显示多个视频源时,画面之间要有完美的拼接,因此对全息投影设备安装的精准定位要求极高误差不大于±3 mm,对于音响设备定位要求也是极高误差不大于±2 mm。传统的定位施工很难一次性满足精度如此高的施工安装要求。经过使用和总结后发现,3D全息投影装饰空间三维坐标定位施工技术设计前首先利用3D扫描仪对复杂区域进行扫描测量,生成点云模型,然后应用点云模型与BIM模型进行比对,解决各方偏差问题,便捷高效完成方案深化设计;在模型中确定施工控制线后可直接导出大地坐标进行放线精准定位,保证了施工质量、安全,有效的缩短了工期。

一种改进的Pre-Net网络及其在材质建模中的应用

材质建模是图形学研究与应用中的热点问题,目的是通过建模确定材质表观的纹理、法向、反射率和粗糙度等属性,从而提高对物体渲染的真实感。为了解决传统的材质建模需要耗费大量人力物力和时间,目前有人提出利用深度学习的方式实现材质的建模。本文在Xiao Li 提出的Pre-Net的基础上,对过拟合及预测精度问题进行研究,提出了改进模型的方法,通过添加Dropout层和Inception结构,从而减少过拟合现象并提高了模型的预测精度,同时使用批渲染技术快速大量地获取到实验所需的训练数据。实验表明,本文方法可以使模型的预测结果更加准确,泛化能力也更强。

铁路救援起重机模拟器视景仿真系统的研究

为了提高铁路救援人员培训效率,实现高效、节能、安全的培训救援人员,对铁路救援起重机驾驶模拟器视景系统的开发技术展开了相关研究。利用闭合前向运动学和基于约束的前向动力学的方法构建起重机的动力学模型,建立三维虚拟救援工作场景,通过脚本程序驱动系统动力学计算和图形渲染,最终实现了救援起重机工作过程的可视化模拟。仿真结果表明,本文所开发的视景仿真系统具有较高的逼真度,能够满足铁路救援起重机驾驶模拟器的要求。