基于C#+OpenGL的多探头测井井筒三维成像软件研制与应用研究

基于油水、气水等多相流实验数据和图像资料,采用C#语言结合Tao框架OpenGL研发一套适用于MAPS阵列多探头测井(以下简称“MAPS测井”)仪器的井筒流体三维成像显示(COSL-MapsView)软件。该软件可实现测井数据的直接加载,快速精确直观显示井筒内油气水的分布情况。基于图像重构对MAPS测井仪器进行了适用性研究,表明MAPS测井在水平井和大斜度井中低流量情况下的分层流中具有良好的应用效果,在高流量分散流中应用效果不佳。经验证,该软件成像效果达到了国外同等水平,对海上油气田找堵水等工程作业具有指导意义。

嵌入式系统OpenGLES提升帧率的批量渲染方法的研究

在嵌入式系统中使用OpenGL ES进行渲染工作,往往会受限于纹理渲染帧率。为了提高帧率,业内已有一些改进的方法,如VBO、PBO、压缩纹理等。从影响OpenGL ES渲染速率较大的2个API(glDraw^(*),glTexImage2D)入手,提出多纹理单元与Sprite Widget 2种Batch Rendering方法,并附有测试数据,验证了这2种方法在帧率提升方面具有较好效果。

OpenGL纹理形变的内部填充算法

在工程实践中,往往需要对纹理图像进行某种形变,因此文章提出两种纹理形变控制方法,网格插值法与矩阵映射法。使用者只需拉伸纹理外形边缘,即可实现纹理的形状控制,算法会根据使用者设定的纹理边缘自动的插入内部点,使得纹理最终显示正确的效果。每种方法后面都附带了工程实现,从而验证算法的可行性。网格插值法计算简单,可以完成凸多边形形变与部分非凸多边形形变,矩阵映射法计算复杂,可以实现纹理的凸多边形形变与大部分非凸多边形形变。

基于OpenGL实例化技术的文字标牌高性能渲染方法

针对海上目标持续存在且数量众多的特点,传统的OpenGL文字渲染方式在利用GPU加速二维场景中标牌的绘制过程中,遭遇了由CPU与GPU间数据传输限制导致的性能瓶颈,难以高效处理大规模文字标牌的实时更新需求。对此,结合船舶信息系统应用的实际需求,创新性地设计了一种基于OpenGL实例化技术的大规模文字标牌渲染方案。通过集中的字符批次绘制策略,结合OpenGL实例化渲染技术,显著提升了大量文字渲染的效率。实验验证表明,在模拟10 000个典型海上目标标牌、每秒更新1次的高负载场景下,新方法能够实现70帧/s的流畅渲染效果,成功突破了原有OpenGL文本渲染的技术局限,为二维文字信息的高效可视化提供了强有力的支持。

基于OpenGL的喷砂模拟程序教学与实验测试方法研究

将OpenGL和GDI技术应用于风洞喷砂计算机模拟技术研究,在传统的粒子系统建模方法的基础上,建立了适合砂尘粒子系统的数学模型,并利用分区绘图的方法进行了GDI绘图和OpenGL的喷砂动画绘图,取得了较好的效果,既降低了使用及维护成本,又增强了风洞喷砂系统流程的可视性,可应用于飞行器砂尘风洞测试中喷砂模拟实验测试与教学。

基于OpenGL ES的图像滤波算法实现及优化研究

图像滤波算法广泛应用在机器学习、图像处理、图像识别等领域,在降低椒盐噪声、图像二值化、边缘识别和特征提取等方面发挥着重要作用。现有图像滤波算法虽然在OpenCV开源库中均有实现,但是在Android平台的性能表现与其他平台相比仍存在较大差距。随着嵌入式平台的高速发展,实际应用对嵌入式平台上滤波算法的性能要求越来越高。为此,从形态学滤波、盒式滤波、阈值滤波、压缩滤波、算术滤波等具有广泛应用场景的滤波算法入手,提出并实现针对Android平台设计、基于OpenGL ES的一系列高性能图像滤波算法。使用OpenGL ES计算着色器对算法进行并行加速,使用纹理对象进行访存优化,并在图像边界处理、图像数据类型和数据通信等方面进行深入优化,取得了较优的性能。将优化的图像滤波算法与开源OpenCV库中对应算法进行对比,实验结果表明,基于Android平台使用OpenGL ES接口的图像滤波算法整体性能明显优于OpenCV库中的相关算法,且图像规模越大计算优势越明显,性能最大提升为OpenCV库中对应算法的110.018倍。

基于OpenGL的复丝三维模拟

目前纱线模拟大都用曲线柱体为模型,但若以曲线柱体代表复丝,难以表达复丝本身纤维层面的外观纹理效果。为解决这一问题,进一步提高纱线与织物模拟的仿真度及纹理真实感,在OpenGL环境下采用三角形拼接曲面的方法首先构造出单丝,提出一种圆周转移算法,对无捻及有捻复丝2种情况下,复丝中的单丝排列或转移分别进行讨论,并建立复丝三维模型。加入三次B样条曲线构造复丝的中心线,通过法向量传值着色器等方式加入OpenGL光照函数增强立体感,最终对复丝机织物的平纹及斜纹组织进行了模拟。模拟结果显示,复丝表层纹理清晰,取得了预期效果。

基于OpenGL改进算法织物线圈模型三维仿真

为了实现纬编针织物三维结构的建模与仿真,在研究纬编针织物线圈编织原理的基础上,采用OpenGL技术并改进算法实现对纬编针织物的快速建模。本文通过网格模型可以快速、准确地确定纬编线圈控制点的三维坐标。通过分段三次插值算法得到线圈三维空间模型的型值点坐标,再利用改进的弯曲管线生成算法,实现线圈三维模型的仿真。该方法借助OpenGL实现了计算与绘图的分离,极大地提升了绘制模型的速度。

基于CUDA和OpenGL的多图层叠加的雷达终端显示技术

为解决传统基于CPU软件化的显示技术很难满足场面监视雷达终端显示软件送出的原始视频数据包高实时性要求的问题,基于CUDA的高速并行处理技术和OpenGL的实时渲染技术相结合,提出了一种场面监视雷达终端显示软件设计方法.应用结果表明,利用该方法可以将雷达视频、电子地图以及点航迹信息进行叠加显示,具有较强的灵活性和扩展性.

基于OpenGL的三维可视化以及交互裁剪应用

通过对于医学图像可视化方法的研究,实现基于GLSL的带有交互裁剪等多种功能的三维纹理体绘制应用。该应用能使医生更加方便地观察医学图像数据内部结构,同时将多平面显示结果与体绘制结果合并显示以方便医生在观测到具体位置时获得更好的细节信息。实验结果表明:所实现应用可以对常见医学图像序列进行三维可视化并可以交互显示内部细节,交互性能好,切割速度快,效果逼真。

基于OpenGL的小麦形态可视化技术

形态可视化技术是虚拟植物研究的关键技术之一。本研究以小麦作物为对象,在提出小麦形态可视化技术框架的基础上,首先研究了小麦不同器官的三维几何建模技术,构建了基于器官形态特征参数的几何模型,包括叶、茎秆和麦穗几何模型。用NURBS曲面来模拟叶片和叶鞘;用圆柱体模拟茎秆的节间;并采用组合单器官的方式来构建麦穗模型:用圆柱体模拟穗轴,用椭球体和圆柱体分别模拟小穗的谷粒及小穗枝梗。然后,基于OpenGL图形平台,绘制了小麦器官的三维形态,并提出了颜色渲染、纹理映射、光照处理等真实感图形显示技术;最后,通过耦合小麦植株的拓扑结构模型以及小麦个体之间的相互关系,实现了小麦从器官-个体-群体三个层次的形态可视化,从而为构建可视化小麦生长系统奠定了技术基础。

OpenGL成像机理及其与摄影测量方位元素的相关分析

从射影几何的角度深入分析了OpenGL成像机理 ,并且分析了OpenGL与摄影测量相关的内外方位元素的表达。推导出了两种成像过程的转换公式 ,并建立了一套用摄影测量方法构造OpenGL透视成像矩阵的公式。实验验证了摄影测量学中共线方程与OpenGL的透视成像机理的一致性。

TIN构建算法的研究及OpenGL下三维可视化

论文对TIN的构建算法进行了研究,提出了一种基于自适应分块建立网格索引的算法。借助于该算法的特点得出了一种空外接圆判断的简易表达式,简化了TIN的优化过程,提高了构网速度。同时在OpenGL开放式三维环境下,进行光照渲染等处理,实现了地形的三维可视化。

基于OpenGL的三维地下管线信息系统的设计与实现

在三维管线的显示、查询以及分析方面进行了研究和开发 。

OpenGL三维地层切割面的实现技术

探讨利用开放图形库OpenGL实现三维地层显示的途径;讨论三维地层层面构造的插值基本原理;提出了地层的任意方向切割方法,即适用于水平截面和斜截面的网格分割法和适用于竖直截面的交线分割法。将此三维地层切割方法应用于广东省大型水利工程———东深供水改造工程中,实现了三维地层的任意切割,验证了该方法的可靠性和实用性。

基于OpenGL的飞机虚拟场景漫游系统的实现

运用图形程序库(OpenGL)与VisualC++6.0相结合,对地形和飞机进行三维可视化仿真建模,采用光照、雾化和纹理融合等特效开发了飞机虚拟场景漫游系统。该系统通过导入不同的DEM数据实时生成不同的三维场景,以实现飞机空中多自由度运动;通过加入碰撞检测技术,给出了一种实用的碰撞检测算法,增强系统的真实感和用户的沉浸感。

OpenGL模拟摄影测量方法研究

通过分析OpenGL透视成像过程,建立了OpenGL成像矩阵与摄影测量中内外方位元素的关系。实现了静态单幅影像、立体像对的模拟以及运动目标轨迹和姿态模拟。利用摄影测量空间后方交会方法对模拟影像进行处理,验证了模拟结果的正确性。

基于OpenGL的某导弹视景仿真技术研究

应用OpenGL进行导弹系统的可视化视景仿真,显示了导弹的飞行轨迹和导弹在各阶段的飞行姿态。论述了三维可视化仿真场景系统中模型的建立和调入、三维场景的建立、多视点和多窗口的设置问题;导弹的数据驱动和系统流程以及可视化导弹视景仿真系统的模块组成及相互关系。给出了仿真结果及导弹飞行过程的仿真场景效果图。

基于OpenGL的STL文件浏览器的设计与实现

文章基于OpenGL技术设计并实现了一个STL文件浏览器。通过计算三角形每个顶点的法矢和分裂特征边处理,得到了真实感较强的三维几何实体模型的显示效果。

基于OpenGL的真实感图形绘制技术及应用

科学计算可视化,计算机动画和虚拟现实是现代计算机图形学的三个热点,而这三个热点的核心都是三维真实感图形的绘制。通过VC++环境下的编程实践,系统地总结了基于OpenGL技术实现真实感图形绘制(包括反走样、消隐以及光照模型等)的基本步骤和方法,并结合具体实例,介绍了真实感图形绘制技术在地矿工程三维实体构模中的应用。