虚拟现实与计算机动画

虚拟现实与计算机动画方面的研究内容在较长的时期内是一个热点主题，ISPRS将其列为一个专题，对支持摄影测量与遥感的成果展示有积极的促进作用。本文通过归纳和总结2008年ISPRS大会的该专题论文，简要地给出这些论文的主旨，以企为读者提供举纲张目的帮助。这些论文的研究内容集中在3维可视化相关技术方面，包括3维数据获取建模与处理、3维模型数据精简、纹理数据提取、DEM可视化以及巷道可视化方法等。     

利用高分辨率航天遥感影像实现城市3维可视化

利用高分辨率遥感影像提取地物数据,并采取面向对象的空间数据模型对数据进行管理,使用虚拟现实技术对城市景观进行3维重建.然后利用有理函数数学模型表示遥感影像与地面之间的构像关系,使用纹理映射技术,构建具有高度真实感的城市3维景观图.     

基于3DS MAX环境的3维场景重建工具

介绍了3DS MAX中利用DEM和数字正射影像重建真实3维场景的方法.通过MAXScript和VC混合编程,在3DS MAX4.0环境中构建了一个3维环境重建工具.利用该工具可以导入Leica/Helava DPW数字摄影测量工作站采集的DEM数据和建筑物数据,自动生成地形模型和建筑物模型,重建真实的3维场景.该工具支持DXF、DSW等通用CAD数据的输入,并可以把场景数据输出为虚拟现实造型语言(VRML)文件.     

基于空间数据库VRGIS的研究与应用

结合空间数据库、GIS、计算机图形学、RS等技术构建了虚拟现实地理信息系统。通过研究地形数据的生成及空间数据库的存储管理,实现了遥感影像的自动配准及无缝拼接;基于四叉树的LOD算法、地形节点评价系统、动态调度及大规模纹理映射等技术的研究,实现了地形数据的3维可视化;提出了自适应特征数据覆盖渲染算法,将2维GIS特征数据覆盖叠加到所创建的3维模型上,构建了虚拟现实环境。该系统成功应用于胜利油田,实现了地下油田的虚拟现实3维可视化,具有一定的理论价值和现实意义。     

无人机遥感及3维建模技术在景区3维虚拟景观生成中的应用

主要探讨采用无人机航片、ETM影像、Quickbird影像、DEM数据和DLG数据构建景区3维虚拟景观的方法,重点介绍了多种遥感影像数据的处理、建筑物3维建模、数据的集成整合、3维虚拟景观生成等方面的内容,解决了影像的纠正、调色,3维建模优化,各类型数据的匹配,3维虚拟景观构建及扩展应用等技术问题。     

利用高分辨率航天遥感影像实现城市3维可视化

利用高分辨率遥感影像提取地物数据，并采取面向对象的空间数据模型对数据进行管理，使用虚拟现实技术对城市景观进行3维重建，然后利用有理函数数学模型表示遥感影像与地面之间的构像关系。使用纹理映射技术，构建具有高度真实感的城市3维景观图。     

天狼星免像控航摄系统与Inpho系统在无人机遥感数据后处理中的对比

针对传统无人机航测内外业流程复杂、工作效率低等问题,对比了天狼星免像控系统和Inpho系统的无人机遥感数据后处理流程,并对输出的DOM、DEM成果精度进行比较,取得了以下结论:(1)天狼星免像控系统比Inpho常规无人机航测系统具有外业免像控、无需内业刺点、高度自动化一键式处理等优点,大大提高了作业效率;(2)天狼星免像控系统和Inpho系统在处理1∶500无人机遥感影像数据时,均能满足1∶500航空摄影测量精度要求,而且天狼星免像控系统处理的数据精度优于Inpho系统的数据处理精度。其中天狼星航摄系统DOM、DEM中误差分别为0.043 1、0.084 3 m,Inpho系统DOM、DEM中误差分别为0.052 6、0.158 6 m。     

基于3DSMAX环境的3维场景重建工具

介绍了3DSMAX中利用DEM和数字正射影像重建真实3维场景的方法，通过MAXScript和VC混合编程，在3DSMAX4.0环境中构建了一个3维环境重建工具，利用该工具可以导入Leica/HelavaDPW数字投影测量工作站采集的DEM数据和建筑物数据，自动生成地形模型和建筑物模型，重建真实的3维场景，该工具支持DXF、DSW等通用CAD数据的输入，并可以把场景数据输出为虚拟现实造型语言（VRML）文件。     

基于海量多波束数据的海底地形模型的构建与可视化

针对多波束数据组织、处理的技术难点,提出一种高效的适合海量、离散水深数据的预处理技术.首先,建立空间索引数据块,同时采用Delauny三角网技术和网格点双线性内插技术,构建出各块水深数据的DEM模型.然后,使用扩展块技术,解决了相邻块DEM的接边问题.最后,利用细节层次模型技术对所有DEM模型进行高效绘制,实现了海底地形的3维可视化.     

3层C/S结构及其在3维地形虚拟现实中的应用

介绍3层Client／server(C／S)结构的基本概念，分析3层结构下软件开发的优点，并且研究3层C／S结构在3维地形虚拟现实中的应用。对客户端3维地形虚拟现实可视化界面的建立、应用服务器和数据服务器的设计与实现以及各层问数据传递技术等问题进行研究，并对基于3层C／S结构下开发的3维地形虚拟现实系统进行测试。     

虚拟现实地理信息系统技术研究

虚拟现实地理信息系统 (VR -GIS)使得地理信息系统 (GIS)的应用和发展方向发生了巨大的变化。结合平时的研究工作 ,在大量参阅文献资料的基础上 ,本文通过对GIS和VR-GIS技术的发展及特点进行分析 ,从海量数据处理技术、虚拟景观的重建和漫游技术、计算机支持的协同工作技术等方面研究了VR -GIS技术的几个热点领域的现状和发展。     

立体影视与地景仿真

在进行“虚拟现实”、ＧＩＳ等各项研究中，立体观察当是最关键的技术之一。人为什么能看出立体？如何产生人工立体视觉？怎样在ＣＲＴ视屏上显示一个立体的图像？显然是大家十分关心的问题。本文包括如下两方面的内容：１）双眼自然立体视觉的生理基础。彩色立体电视与ＣＲＴ视屏立体观察的原理。重点介绍目前已广为采用的时分制视屏立体观察的原理。２）视屏立体观察用于地景仿真的初步实践。介绍如何以数字地面模型（ＤＴＭ）数据为原始资料，用３ＤＳ生成某一地区动态地面立体透视图，实现所谓视景地形仿真。     

基于多分辨率模型的地形实时显示

如何实现地形的实时动态显示是GIS/VR的研究内容之一 ,多分辨率模型 (LOD)作为加速显示速度的手段近年来得到了普遍的重视和发展。在总结前人LOD算法的基础上 ,针对大数据集地形数据 ,文中采用三角形法向量判断的方法将地形数据组织成具有层次结构的多分辨率模型 ,在分辨率选择的基础上 ,根据视点位置和视线方向对不可见面片进行删除 ,在不影响视觉效果的前提下减少绘制所需的三角面片数 ,从而实现地形实时显示。实验结果表明 ,该算法是成功有效的。     

面向对象的虚拟地理资讯平台的设计与实现

本文采用面向对象的技术，探讨了基于VR技术的地理资讯系统的设计平台和体系结构，结合三维场景中对象模型、资源和信息数据，提出了面向对象地理资讯系统平台的解决方案，并在虚拟平台上实现了虚拟校园的规划和设计，以及在虚拟校园中漫游和面向三维对象的查询。     

虚拟现实技术在村镇民俗旅游中的应用研究

分析了虚拟现实技术在村镇民俗旅游中的应用,并结合地理信息系统技术,构建虚拟旅游平台,服务于村镇民俗旅游规划管理和决策部门,实现村镇民俗旅游资源的立体展示和宣传,达到扩大村镇民俗旅游的影响力,提高吸引力的目的。     

敦煌石窟虚拟重现与壁画修复模拟

由于受到自然灾害、经济建设、旅游开发等因素的影响，许多珍贵稀有文物遗址已处于濒危境地，如何有效保护、研究与开发这些文物资源已经显得非常的迫切与重要。研究了如何将计算机技术与传统文物保护工作结合起来，对文物实施数字化保存、重现和修复；并以敦煌文物为研究对象，利用虚拟现实、图像处理与人工智能等技术实现了敦煌石窟虚拟展示、脱落壁画复原与演变模拟等系统，极大地提高和改善了文物保护研究的效率与效果。     

基于Flex和OSG的二三维一体化GIS系统实现

随着智慧城市的建设,传统二维GIS系统亟待与三维GIS形成一体化系统,不仅可以发挥二维系统强大的空间分析及平面显示效果,还能利用三维GIS的虚拟现实功能实现二维系统无法企及的高端真实场景虚拟效果。本文研究了基于OSG三维虚拟显示引擎和Flex系列RIA技术的二三维一体化系统实现技术及效果。     

基于OpenGL的三维地形实时动态交互显示

地形的三维实时显示技术是虚拟现实(VR)的一项关键技术，也是地理信息系统(GIS)的重要组成部分。本文探讨了在OpenGL环境下三维地形实时绘制显示的机制及过程。在此基础上，给出了三维数字地形交互显示的两种主要方式及实现方法。并给出了具体的绘制实例。     

海量地形可视化的研究现状与前景展望

大范围、海量地形数据的可视化是当前地理信息系统、虚拟现实、军事仿真等领域的研究热点之一。该文从计算机硬件、软件两方面对海量地形可视化的系列实现技术进行了归纳与总结,包括图形显卡的硬件加速、图形软件包的显示优化、地形简化、可视性裁剪、分块动态调用等;之后对海量地形数据可视化的未来研究方向进行了展望,认为在海量地形数据的简化算法、面向网络的海量地形可视化、海量地形数据的空间数据库存储等方面应该进一步加深研究的力度。     

虚拟现实技术在城市规划与设计领域的实践

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机技术 ,利用此项技术 ,可以为城市规划与设计提供较好的感性认识。本文介绍了虚拟现实技术和它在城市规划设计中的作用 ,并结合深圳市规划与国土资源信息中心在这方面的研究与应用工作 ,总结了一些应用经验