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基于市政管网系统的三维漫游优化及缓冲策略

基于市政管网系统的三维漫游优化及缓冲策略

作者：林昊北京邮电大学

学位级别：硕士

三维漫游是市政管网三维可视化系统中一个重要的子系统。它能够给用户提供较好的三维沉浸感并可以通过三维漫游子系统向用户动态的展示管网的地理位置空间关系等要素。但是三维漫游子系统往往需要动态调用数据并进行三维建模,这极大的... 详细信息

三维漫游是市政管网三维可视化系统中一个重要的子系统。它能够给用户提供较好的三维沉浸感并可以通过三维漫游子系统向用户动态的展示管网的地理位置空间关系等要素。但是三维漫游子系统往往需要动态调用数据并进行三维建模,这极大的影响了系统运行的效率,降低了用户的体验。因此,本文从三维漫游子系统的运行性能角度出发,针对基于市政管网的三维漫游子系统优化方面的一些关键技术进行研究和实现,主要包括数据库访问优化、缓冲区和数据预取与替换策略等。数据库访问优化技术主要针对三维漫游子系统对数据库的访问技术进行优化。主要包括：对市政管网可视化系统的信息模型提出优化和改进方案;针对信息模型建立存储过程和索引;研究数据库连接池技术并设计针对三维漫游子系统的连接池。缓冲区技术的研究是为三维漫游子系统的数据进行缓冲处理,把从数据库获取的相关数据缓冲到速度更快的内存中。研究多级缓冲机制,并建立针对市政管网三维漫游子系统的缓冲区机制。数据的预取与替换策略是对缓冲区中的数据块进行预取与替换。预取策略通过研究用户使用三维漫游子系统的习惯,提出基于概率统计的预取策略。替换策略研究多种缓冲区数据块替换算法,目的是保证缓冲区中的数据是最有可能被用户使用的。最后,在市政管网三维可视化系统中,应用本文研究的优化技术对原有的三维漫游子系统进行重新设计和实现。结果表明最终的三维系统的性能得到了有效提高。

关键词：市政管网三维漫游性能优化缓冲策略预取策略

虚拟三维漫游中地形模型和地物模型集成的可视化研究与实现

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虚拟三维漫游中地形模型和地物模型集成的可视化研究与实现

作者：崔忠伟贵州大学

学位级别：硕士

三维空间数据的可视化是近年来计算机图形学和地理信息系统相结合而产生的一个新的研究热点。利用地理信息系统所采集的地质数据资料,通过地形和地物的建模,纹理映射,光照模型设定,投影模式选择以及三维场景漫游等,可实现具有高度真实... 详细信息

三维空间数据的可视化是近年来计算机图形学和地理信息系统相结合而产生的一个新的研究热点。利用地理信息系统所采集的地质数据资料,通过地形和地物的建模,纹理映射,光照模型设定,投影模式选择以及三维场景漫游等,可实现具有高度真实感的三维场景动态显示,目前该技术己在战场环境仿真、娱乐与3D游戏、场景漫游、道路选线、土地规划、地理信息系统等诸多领域得到了广泛的应用。本文在查阅相关文献资料的基础上对三维虚拟场景的建立进行了研究,主要完成了以下工作,利用DEM数据生成正方形地表网格,并利用地物模型的数据生成了地物(如建筑物),最后将地物和地形集成到同一个系统中,形成了一个较真实的三维漫游系统。其中地形模型和地物模型的集成是本文研究的重点。作者以本论文的理论研究成果为基础并结合相关课题,利用VC++6.0和OpenGL为开发工具,初步设计出一个三维可视化漫游系统。此系统具有数据导入、三维模型的计算机重构显示、可向地形中加入地物及纹理贴图、设置路径漫游等功能。使用户可以从各个角度观察三维场景,现实三维漫游。

关键词：数字高程模型(DEM) 地物模型三维空间数据的可视化 OpenGL 三维漫游地物模型和地形模型的集成

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城市综合管网三维漫游系统的研究与实现

城市综合管网三维漫游系统的研究与实现

作者：肖玉朋北京邮电大学

学位级别：硕士

本文讨论了城市综合管网三维漫游系统的关键技术,结合城市管网三维场景对相关技术进行了研究,设计开发了扩展性良好的城市管网三维漫游系统。本文简单介绍了管线CAD数据提取方法,基于Java3D的三维建模等基础技术,研究了碰撞检测算法和... 详细信息

本文讨论了城市综合管网三维漫游系统的关键技术,结合城市管网三维场景对相关技术进行了研究,设计开发了扩展性良好的城市管网三维漫游系统。本文简单介绍了管线CAD数据提取方法,基于Java3D的三维建模等基础技术,研究了碰撞检测算法和自动最短路径选择及自动避障算法,提出了一种基于线性编码八叉树的混合包围盒碰撞检测算法、结合管网分布特点改进了最短路径算法效率并提出一种漫游中自动避障方法。碰撞检测是虚拟环境中至关重要的问题,碰撞检测的速度严重影响着虚拟环境的真实性和沉浸感。本文对目前常用的AABB、OBB包围盒算法进行了研究与实验,对这两种方法的优缺点进行了比较分析并提出了混合包围盒方法。针对管网三维场景数据量大、运算复杂的问题,本文提出了基于线性编码的不完全八叉树场景管理算法。实验证明,二者的结合对于提高复杂场景中碰撞检测等运算的效率非常有效。最短路径和自动避障是管网自动漫游中的基本问题。Dijkstra算法是求解最短路径的经典算法。本文针对管网所具有的空间特征,从拓扑构建和搜索两个方面对Dijkstra算法进行了改进,采取了对管线进行分区编码限制区域构造管网拓扑,搜索过程中采取距离优先和方向优先提高搜索效率。针对管线三维模型自身的特点本文提出了一种漫游自动避障方法。上述二者在本课题的研究中得到了有效验证。结合相关研究工作,本文对市政管网三维可视化系统进行了系统结构设计,系统功能设计,使用Java3D完成开发工作。最后,文中给出了本课题相关领域的总结与展望。

关键词：管网三维漫游碰撞检测最短路径自动避障

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基于虚拟现实技术的三维漫游系统研究与实现

基于虚拟现实技术的三维漫游系统研究与实现

作者：王柯西南交通大学

学位级别：硕士

虚拟现实技术能够利用计算机生成较为真实的模拟环境,使用户沉浸在虚拟环境中,同时通过人机接口,实现用户与虚拟环境直接交互。三维虚拟漫游系统在沉浸感、交互性与实时性综合效果方面的优势是传统平面效果图与动画技术所无法比拟的。目... 详细信息

虚拟现实技术能够利用计算机生成较为真实的模拟环境,使用户沉浸在虚拟环境中,同时通过人机接口,实现用户与虚拟环境直接交互。三维虚拟漫游系统在沉浸感、交互性与实时性综合效果方面的优势是传统平面效果图与动画技术所无法比拟的。目前,虚拟现实技术作为信息科学的一门新兴学科,以其特有的优势被广泛地运用于军事、娱乐、制造、医学、地理信息系统等各领域。本文首先简要介绍了三维漫游系统的基本概念、基本内容及关键技术。讨论了国内外虚拟现实技术的研究状况,对现有的三维模型数据文件的结构进行了分析比较,探讨了漫游系统中模型的构造方法,模型的数据获取、组织以及管理,并采用显示列表技术实现规则模型的建立与渲染。在场景中基础模型建立的基础上,详细说明了利用OpenGL的检选技术实现用户操作场景中模型的反馈效果。在对场景中自然现象的模拟上,讨论了采用粒子系统实现焰火闪现、喷泉喷洒效果;利用纹理变换及控制alpha通道数据的方法实现飘动的云彩、跳动的炉火以及水流的流动效果;采用值平均算法生成平静的偶有微微波动的池塘水面;同时对植物建模的常用方法进行了比较,并利用特殊的平面贴图方式实现了树林的模拟。采用Visual C++与三维图形开发工具OpenGL,通过读取3DS模型数据文件的信息,开发了一个初步的三维漫游实验系统,验证了采用3DS模型构建方法建立规则模型的可行性。除此之外,在系统可视化的基础上实现了一些三维漫游系统的交互操作以及部分自然现象及自然景观的模拟。文章最后对全文的内容进行了总结,提出了进一步需要完善的方面,并讨论了今后继续研究的方向。

关键词：虚拟现实三维漫游 OpenGL

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室内三维漫游系统的设计与实现

室内三维漫游系统的设计与实现

作者：孙皓电子科技大学

学位级别：硕士

三维场景漫游系统是指在一个逼真的集视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境中,用户借助一定的装备以自然的方式在该虚拟空间中漫游,从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察,从而产生亲临其境的真实感觉,同时也可以对场景中的物体进行... 详细信息

三维场景漫游系统是指在一个逼真的集视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境中,用户借助一定的装备以自然的方式在该虚拟空间中漫游,从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察,从而产生亲临其境的真实感觉,同时也可以对场景中的物体进行操作并获取反馈。碰撞检测技术作为漫游系统设计过程中的核心研究内容,通过遍历场景中所有模型,依次进行位置计算,判断是否发生碰撞,它的好坏影响了交互漫游过程中用户的沉浸感和真实性体验。本文介绍了碰撞检测技术的基本思想、种类以及相关实现算法,重点介绍了包围盒算法和BSP(二叉空间分割)算法,并结合AABB(坐标轴的轴向包围盒)算法和BSP算法的优点提出本系统使用的碰撞检测算法,实现了更好的检测效果。场景管理模块和渲染模块是系统实现过程中的核心模块,影响了对场景的实时绘制和真实性绘制。本文在场景数据管理和调度优化方面也做了深入研究,更好的保证了场景绘制的实时性。在此基础上,重点研究场景真实感绘制,除采用了参数化组件技术快速构建三维模型外,还结合纹理贴图技术,光照效果模拟技术、隐藏面消隐技术,在不影响实时性的前提下增强了场景的真实感。论文撰写过程中重点介绍了场景内三维模型的创建,尤其是对于复杂的模型。我们将复杂的模型逐层分解成简单几何图元的组合,利用参数化组件技术,通过数据库文件中存放的控制模型尺寸的数据,可以方便的通过数据库文件来改变参数,进而实现对模型尺寸或者形状的控制。本系统采用参数化组件技术的来构建场景中的模型,通过该技术对OpenGL提供的基本图形函数和系统功能模块的封装,并结合计算机图形学、实时动画等先进技术,开发一个虚拟三维系统,实现场景漫游的仿真。本论文在系统设计和实现过程中,根据系统提供的功能,将系统进行模块化,系统被分为场景初始化模块、三维模型组件化模块、场景数据管理模块、渲染模块和漫游模块。我们通过对三维场景漫游系统进行了体系结构分析、相关数据分析、系统功能分析,使用参数化组件技术结合OpenGL来实现系统。

关键词：三维漫游碰撞检测渲染模块

面向移动端的三维漫游及交互系统的设计与实现

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浙江师范大学学报（自然科学版） 2018年第1期41卷 109-114页

作者：吴庆波梁勤欧浙江师范大学地理与环境科学学院浙江金华321004

当前人们对导航定位的要求已不再仅仅局限于二维平面,而希望借助虚拟现实等技术获得三维世界中的真实感及沉浸感.与应用广泛的移动端相结合,运用了相关软件与语言,设计并实现了一个室内三维漫游交互系统.实例应用表明:该系统运行流畅,... 详细信息

当前人们对导航定位的要求已不再仅仅局限于二维平面,而希望借助虚拟现实等技术获得三维世界中的真实感及沉浸感.与应用广泛的移动端相结合,运用了相关软件与语言,设计并实现了一个室内三维漫游交互系统.实例应用表明:该系统运行流畅,并能给用户带来较为良好的漫游交互体验.

关键词：三维漫游 GIS Unity 3D 移动端

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矿山巷道三维漫游研究及实现

黑龙江科技信息 2010年第4期 38-38,292页

作者：唐敏昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093

是在Visual C#编程环境下,利用DirectX3D对巷道模型进行纹理映射、关照设定、投影选择等等各方面处理。给出算法实现巷道的三维虚拟漫游,其中包括手动和自动两种漫游模式,同时对漫游时的碰壁问题进行分析研究。试验证明方法可行,系统运... 详细信息

是在Visual C#编程环境下,利用DirectX3D对巷道模型进行纹理映射、关照设定、投影选择等等各方面处理。给出算法实现巷道的三维虚拟漫游,其中包括手动和自动两种漫游模式,同时对漫游时的碰壁问题进行分析研究。试验证明方法可行,系统运行正常。

关键词：矿山巷道三维漫游实现

ERDAS三维漫游技术在霍山地质公园展示中的应用

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北京测绘 2011年第1期25卷 25-28页

作者：孙丽慧郝多虎吕晓晓张健朱青中国矿业大学(北京) 北京100083

以山西省霍州市霍山地质公园作为研究区,介绍如何利用ERDAS IMAGINE的可视化工具-虚拟地理信息系统(VirtualGIS)和3DS Max相结合构建场景并制作此区域的三维漫游系统。在资料预处理阶段,制作园区Landsat ETM+数字镶嵌图、DEM数据和矢量... 详细信息

以山西省霍州市霍山地质公园作为研究区,介绍如何利用ERDAS IMAGINE的可视化工具-虚拟地理信息系统(VirtualGIS)和3DS Max相结合构建场景并制作此区域的三维漫游系统。在资料预处理阶段,制作园区Landsat ETM+数字镶嵌图、DEM数据和矢量图层。在模拟飞行阶段,利用ERDAS IMAGINE的VirtualGIS模块,集成多层数据,并结合3DS Max建模,通过人机交互进行参数设定,最终实现园区的三维漫游,并就制作过程中所遇到的有关问题提出了相应的解决方法。

关键词： ERDAS 三维漫游霍山地质公园 VirtualGIS

基于三维漫游虚拟技术的城市铜雕景观设计研究

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鞋类工艺与设计 2022年第14期2卷 152-154页

作者：姚瑶铜陵职业技术学院艺术传媒系安徽铜陵244000

城市铜雕景观设计不仅是艺术展现,更是城市文化精神的体现。三维漫游虚拟技术作为一种艺术动画表现形式,得到了人们的认同与欢迎,本文从三维漫游技术视听艺术角度着手,分析其视听语言的表述特征及创作技巧、材质、色彩、镜头写实细节的... 详细信息

城市铜雕景观设计不仅是艺术展现,更是城市文化精神的体现。三维漫游虚拟技术作为一种艺术动画表现形式,得到了人们的认同与欢迎,本文从三维漫游技术视听艺术角度着手,分析其视听语言的表述特征及创作技巧、材质、色彩、镜头写实细节的构建,地域的文化气息,时空的重构,进而对于城市铜雕景观设计独有的艺术审美特征进行全面的研究。使人们深刻感受铜雕艺术的魅力与特色。

关键词：三维漫游城市铜雕景观设计