视景仿真中实体云的建模与渲染技术

在视景仿真中对云的建模和实时渲染是一项十分重要的工作.全面研究了视景仿真中3维实体云的建模与绘制技术,并根据视景仿真对云景仿真的需求,采用分形技术和粒子系统技术实现了一种既能获得良好的视觉效果,又能实时绘制的实体云建模与仿真技术.通过视点相关技术、层次细节技术、动态视点替用等技术大大提高了实体云仿真的实时性,使其在一般的微机平台上可以流畅运行.     

基于Creator/Vega的虚拟海战视景系统仿真

本文根据虚拟海战视景的构成与特征,研究了基于Creator/Vega的视景仿真开发流程,重点介绍视景仿真中所涉及到的关键技术,实现视景环境中模型的构建和实时优化,生成了逼真的海洋气象和战场特效环境,并给出了仿真程序的编程流程。仿真结果表明,基于Creator/Vega的虚拟海战视景仿真的效果不仅真实感强,而且可以大幅减少源代码的编写,开发效率较高。     

战场环境仿真中粒子系统应用研究

粒子系统是战场环境仿真中对不规则动态对象建模的有效方法之一。战场环境仿真中可以应用粒子系统对各种自然现象(雨、雪、云)和人工现象(喷泉、爆炸、尾迹、烟火)进行建模。在阐述粒子系统基本原理的基础上,详述了战场环境仿真中应用粒子系统进行自然现象和人工现象建模的方法和实践。     

战场环境仿真中粒子系统应用研究

粒子系统是战场环境仿真中对不规则动态对象建模的有效方法之一。战场环境仿真中可以应用粒子系统对各种自然现象（雨、雪、云）和人工现象（喷泉、爆炸、尾迹、烟火）进行建模。在阐述粒子系统基本原理的基础上,详述了战场环境仿真中应用粒子系统进行自然现象和人工现象建模的方法和实践。     

外存大规模地形实时动态绘制算法

本文结合视点相关的层次细节技术、可见性剔除技术以及多线程技术等,提出一种基于外存中大规模地形实时动态绘制算法。在将原始DEM数据分割成多块标准化地形块的前提下,调度线程根据视景体顶点移动情况预测后续绘制所需地形并将其从外存预先加载到内存;绘制线程主要借助动态四叉树结构、标识矩阵、裁剪视景体来实现地形的多分辨率网格模型快速生成。实验表明,算法能够在普通PC机上实现大规模地形的实时绘制和漫游。     

视点相关实时LoD地形模型动态构网算法

论述了一种视点相关实时LoD地形模型动态构网算法。基于GRID数据，以直角三角形为基本单元，利用二叉树构建地形的层次结构，兼具GRID与不规则三角网（TIN）的优点；并且解决了模型带来的“裂缝”问题。视景体可见区域多分辨率地形生成时，通过地形面片自身复杂程度、地形面片与视点距离以及地形面片与视线间的方向关系三方面确定该面片的绘制分辨率。实验结果表明，该算法在保持地形场景逼真的情况下，极大地提高了绘制速度，满足了实时交互的要求。     

实时交互的多分辨率地形模型

实现了一种基于视点的实时交互的多分辨率地形模型，在数据结构、空间连续性、时间连续性、视景体裁剪、扇形绘制和纹理映射等方面详细讨论了该模型实现的技术细节。试验表明，该算法简单、有效，大大加快了图形显示速度，并节约了内存空间。     

高精度曲面建模的三维地形可视化研究

根据高精度曲面建模理论(HASM)中曲面单元算法的特点,提出基于视点的多分辨率LOD实时生成算法。该方法通过对规则格网的DEM数据进行划分,以单元分片为基本单位对DEM数据进行组织。根据各曲面单元与视点的相对关系,以不同间距对曲面单元进行内插,实时重建视景内的三维地形。在实时显示过程中,对硬盘中的数据进行实时读取,采用多线程技术对图像渲染操作进行处理,实现了对DEM数据的实时计算、动态显示。该方法无需对规则格网DEM数据建立空间层次组织结构,在对虚拟地形进行实时漫游过程中,存储空间占用少,不受数据规模的影响。     

虚拟现实技术在天气预报中的应用研究

天气预报节目是服务行业最广,人数最多的节目之一。但目前的天气预报节目形式单一,数据图表、词汇枯燥呆板,专业术语过多。本文把虚拟现实技术应用于天气预报节目中,把枯燥的数据转化成逼真的场景。天气预报的三维场景生成与实时显示是构成天气预报该系统的重要部分,包括几何形体建模、纹理映射以及视觉效果处理等内容。系统利用MultiGenCreator进行建模和系统设计,基于Vega仿真软件环境开发了天气预报中的各种复杂场景特效;利用VisualC++实现了视景仿真程序。仿真结果表明,该系统较好地满足了视景仿真实时性和逼真度的要求。     

基于瓦片数据结构的大规模地形构建与显示

地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实、游戏等领域都有广泛的应用，但其大规模地形实时动态绘制的速度和质量一直是一个难点。文章主要分析了地形场景数据管理与实时调度、视相关多层次细节模型与可见性判断以及分层数据组织与瓦片数据绘制等关键问题。在研究多种层次算法的基础上，提出了一种实时高帧率绘制大规模地形的瓦片重组数据结构的方法，并改进了视景体裁切重组地形数据的方法。实验结果表明该方法在保持地形逼真的情况下，有很好的绘制网格帧率和实时动态交互的效果。     

基于虚幻引擎的智能矿山数字孪生系统云渲染技术

HTML5、WebGL、云渲染等技术为浏览器、移动端、XR等多种终端的可视化渲染提供了重要技术支撑。本文分析比较了其优缺点,并采用虚幻引擎4的云渲染技术,采用某煤矿的倾斜摄影、BIM、巷道、设备、三维地质模型开展了系统设计与测试,分析了云渲染的效率和效果,实现了数字孪生云渲染技术在智能矿山的应用。     

Road Surface Modeling and Representation from Point Cloud Based on Fuzzy Clustering

A scheme for an automatic road surface modeling from a noisy point cloud is presented. The normal vectors of the point cloud are estimated by distance-weighted fitting of local plane. Then, an automati...     

单线激光雷达扫描的矿车装载量核算方法

面向露天矿山生产对于矿车装载量核算的需求,本文提出了一种利用单线激光雷达扫描的矿车装载量自动核算方法。该方法首先采用固定式单线激光雷达对目标车辆进行俯视扫描,基于车辆形态特征分割出载荷物顶部点云;然后经时态校正,并与预先构建的车辆信息数据库进行匹配,重建出载荷物的三维表面模型;最后通过对载荷物表面模型的切片积分实现方量核算。以齐大山铁矿运输为例,对多台矿车装载量进行核算测试。结果表明,本文方法可在车辆正常行驶的情况下实时获取载荷物的表面三维点云,平均建模误差为2.54 cm,装载方量核算误差为1.17%。     

三维点云孔洞修复方法综述

针对点云数据缺失问题,该文综合国内外大量点云修复技术研究。三维模型构建在自动驾驶、逆向工程领域中发挥越来越大的作用,三维点云数据是其中的重要数据源。利用三维激光扫描设备,可以高效、准确、实时的获取被测物体表面三维空间坐标。但是由于模型物体遮挡或者环境等原因,不可避免的会出现点云缺失的状况,这会对物体三维重建等后续处理造成一定的影响。然而,在三维点云孔洞修复方面还缺少比较系统完善的综述。本文从基于几何、基于模型检索、基于深度学习3个方面对当前主流的对修复技术进行了综合分析。文章对3种修复方法进行了概括,总结现有各种技术修复方法的优劣,同时展望了未来的发展趋势。     

徕卡RTC360三维激光扫描仪在竣工测量中的应用

徕卡RTC360不仅操作简单、扫描速度快，而且非常智能。可以实时跟踪计算两个连续站点间的相对位置，点云实时预拼接。后期搭配Register360智能拼接软件，点云智能拼接处理，无需人工干预，简单高效。     

面向对象的精细化建模分析

本文首先利用像片与点云融合建模的技术方法,提出了面向对象的精细化建模思路,从数据采集、数据处理及模型生产3个阶段对某一景观小品进行了实践与探索。然后通过对比分析,得出不同类别传感器所获取的数据在模型成果中的优缺点。最后利用点云与像片融合建模的技术,解决了实景模型几何结构粗糙、纹理差的问题,为小尺度规划工作提供了可参考的基础数据。     

一种新的激光点云数据精简方法

三维激光扫描技术是最近几年在测量方面发展起来的一个研究热点。提出利用点云模型中相邻三角形夹角的大小来对点云数据进行直接精简的方法,在matlab平台下,通过编程实现点云数据的压缩。将精简的点云数据通过编程重新构建三角网,最后在Geomagic软件中建模,通过与原始模型进行对比,新方法的压缩效果比较理想。     

基于实体化的地面点云建模技术

地面三维激光扫描点云密集,实体信息隐含,特征提取困难。根据原始点云数据的特点,提出对点云进行实体化处理,种子点生成技术可用于实体提取。完成点云实体化后,通过随机采样一致算法结合稳健估计方法,可更好地进行地物特征提取。由于现实客观世界的复杂性,采用一些先验性知识,可以减少人工处理过程,加快点云分类和实体建模速度。     

最小割与深度学习联合优化的室内粘连点云分割方法

随着数字城市的发展,城市三维模型重建对三维点云结构化的需求与精度要求越来越高。如何有效准确地分割室内语义模型与三维重构是当前研究的热点问题。点云分割分类是室内点云结构化的重要基础,如何将粘连点云构件进行准确分割并用于室内点云结构化,是当前城市建模的难点。本文提出了一种面向室内粘连点云数据的分割分类方法。首先,利用深度学习网络处理室内点云数据;其次,对点云数据进行标签分类,得到目标标签点云;然后,利用欧氏算法对目标点云进行聚类分割,通过室内语义构件包围盒信息计算各目标中心点坐标与水平半径;最后,利用点云最小割实现室内粘连点云的准确分割。利用3组室内场景中获取的数据对分割方法的精度及有效性进行了验证。结果表明,该分割优化方法具有较高的精度与数据完整性。