检索结果-南通市图书馆

基于三维数字化技术和网格变形的小麦植株建模方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于三维数字化技术和网格变形的小麦植株建模方法研究

作者：郑晨曦西北农林科技大学

学位级别：硕士

小麦的三维形态结构直接表征了其品种遗传特征-环境-栽培措施的互作关系,但因其植株冠层叶片众多、叶片空间姿态多样化,快速、准确地实现小麦形态结构表型参数的提取和三维建模一直是具有挑战性的研究课题。本文以冬小麦为例,围绕小麦... 详细信息

小麦的三维形态结构直接表征了其品种遗传特征-环境-栽培措施的互作关系,但因其植株冠层叶片众多、叶片空间姿态多样化,快速、准确地实现小麦形态结构表型参数的提取和三维建模一直是具有挑战性的研究课题。本文以冬小麦为例,围绕小麦形态结构表型特征参数的精确提取和突出品种细节特征差异的三维建模方法进行研究,并结合VR(Virtual Reality)进行虚拟交互应用。以期为小麦形态结构三维模型构建、3D表型特征解析、基于三维可视化模型的小麦结构功能分析等提供了技术解决方案。论文主要内容和研究结果如下:(1)提出了基于三维数字化技术的小麦形态结构表型特征参数提取方法。首先制定了适用于小麦全生育期的三维数字化数据获取规范,依据该规范实现了小麦植株和器官的高度和长度、粗度、角度等3类共11个常规表型特征参数的精确计算。并进一步提出了定量化描述小麦植株松散或紧凑程度的围度参数,和描述小麦叶片三维空间姿态的叶片宽长比、最大叶宽位比、叶片下垂度、叶片弯曲度和叶片自扭率共5个3D叶形特征参数。结果表明,该方法能便捷、精确地提取小麦植株和器官形态结构表型特征参数;在保持植株原始三维形态结构的前提下,提取的叶长、叶宽、茎长、茎粗、茎叶夹角和叶倾角与实测数据误差较小,R分别为0.93、0.75、0.98、0.93、0.85、0.73。提取的表型特征结果,可进一步从不同尺度对小麦植株进行形态结构特征分析,并计算各参数的品种特征标准值。(2)提出了基于网格变形的小麦三维建模方法。以灌浆期小麦植株为例,结合小麦叶片的3D叶形特征构建了包含典型叶形特征的叶片模板库;在此基础上,提出了基于叶形特征相似度的叶片模板选取策略,并结合ARAP(As-rigid-as-possible)方法实现了叶脉驱动的叶片网格变形。结果表明,方法以小麦骨架数据为输入,结合叶片模板库,即可实现小麦单叶、叶群和植株的三维模型构建。与利用三维数字化获取整株小麦三维数据进行三维重建的方法相比,本方法的重建效率在时间上提升了79.9%。与实测数据相比,利用本方法所构建小麦植株中叶片5个3D叶形参数的最大R,RMSE分别为0.97和0.03,该方法能实现准确还原叶片三维空间姿态的小麦三维建模。(3)研发了小麦品种虚拟互动展示系统。基于重建的不同品种小麦三维模型和提取的表型特征参数,结合lod(Levels of Detail)技术,数据库知识,Shader技术,人机交互技术,系统集成并通过HTC-vive设备进行展示和互动。系统实现了在群体、单株和器官三个不同尺度的模型展示,通过三维交互和沉浸式体验方式来感受小麦品种差异。结果表明,构建三个层次的小麦lod能够满足不同尺度和视角的小麦展示。不同品种、不同尺度的小麦虚拟互动展示系统能为农业展示、虚拟教学提供技术支撑,也为虚拟现实、增强现实、数字孪生在农业上的应用提供了新案例。

关键词：小麦三维数字化表型特征参数提取叶形特征三维建模网格变形虚拟现实 lod

Fourth-Order Splitting Methods for Time-Dependant Differential Equations

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Numerical Mathematics(Theory,Methods and Applications) 2008年第3期1卷 321-339页

作者： Jürgen Geiser Department of Mathematics Humboldt-Universitt zu BerlinUnter den Linden 6D-10099 BerlinGermany.

This study was suggested by previous work on the simulation of evolution equations with scale-dependent processes,e.g.,wave-propagation or heat-transfer,that are modeled by wave equations or heat equations.Here,we study both parabolic and hyperbolic equations.We focus on ADI (alternating direction implicit) methods and lod (locally one-dimensional) methods,which are standard splitting methods of lower order,e.***.second-order.Our aim is to develop higher-order ADI methods,which are performed by Richardson extrapolation,Crank-Nicolson methods and higher-order lod methods,based on locally higher-order methods.We discuss the new theoretical results of the stability and consistency of the ADI methods.The main idea is to apply a higher- order time discretization and combine it with the ADI methods.We also discuss the dis- cretization and splitting methods for first-order and second-order evolution equations. The stability analysis is given for the ADI method for first-order time derivatives and for the lod (locally one-dimensional) methods for second-order time derivatives.The higher-order methods are unconditionally stable.Some numerical experiments verify our results.

关键词：偏微分方程算子分裂进化方程 lod 稳定性分析

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于三维模型的校园虚拟漫游系统设计与开发

基于三维模型的校园虚拟漫游系统设计与开发

作者：潘俊彬山东大学

学位级别：硕士

虚拟漫游的概念已深入人心,其使用三维模型刻画现实世界,并提供高自由度交互。近年来,倾斜摄影模型的不断革新,使得快速构建虚拟世界成为可能;WebGL的快速迭代,将3D应用搬到了浏览器。它们的出现带动了虚拟漫游应用的发展。充满历史魅... 详细信息

虚拟漫游的概念已深入人心,其使用三维模型刻画现实世界,并提供高自由度交互。近年来,倾斜摄影模型的不断革新,使得快速构建虚拟世界成为可能;WebGL的快速迭代,将3D应用搬到了浏览器。它们的出现带动了虚拟漫游应用的发展。充满历史魅力的校园风景如画,吸引了优秀的同学前来深造,以及众多游客前来游览。虚拟校园平台带来了全新的游览方式,已成为数字化高校的未来发展趋势之一。但现有的虚拟校园平台以二维平面和全景图为主,无法为用户带来身临其境的感觉,缺乏交互感、自由感、沉浸感。针对以上问题,本文依托倾斜摄影模型和WebGL技术,设计并实现一套基于B/S结构的三维校园虚拟漫游系统。用户可直接通过浏览器观看不同校区的三维模型和校园、建筑、漫游路线等图文介绍,并能通过键盘、鼠标进行自由漫游,以及选择不同路线进行自动漫游。此外,校内导航让用户更直观的了解三维路线的空间位置;校外出行功能满足用户在不同校区间的出行需要;漫游工具和校园个性化模块帮助用户欣赏校园风光。对于数据的管理维护,系统提供了一个便捷化、高可视化的漫游系统管理平台。该管理平台基于RBAC进行权限控制,为管理人员提供校园信息、漫游路线、人员、日志等基本信息的管理,以及漫游路线的标注。网页化的呈现形式方便了系统的推广和用户使用,具有普及性、便捷性;系统将路径搜索和三维模型有机结合,提供全新的三维场景导航;校外出行模块将校车、公共交通路线进行数据融合,提供多元化出行方案。考虑到模型数据量大和浏览器的局限,该系统采用lod(动态层次细节)技术渲染模型,降低非重要部分的模型精度,提高模型加载速度。由于最优路径算法无法直接给出两点间的所有方案,本系统在校内导航部分采用基于回溯的图路径搜索算法。系统整体采用前后端分离、微服务及单一数据源的理念,拆分出虚拟漫游服务、管理服务、模型调用服务。前端采用Vue、EarthSDK、ElementUI框架,基于MVVM模式进行组件化开发;后端采用Spring、Mybatis搭建主体,采用切面思想实现公共业务逻辑,使用预加载技术减少功能响应时间;关系型数据采用MySQL8.0进行持久化存储,结合Transaction保证数据一致性,并采用Ehcache缓存技术提高查询性能。最后,根据各服务的特点进行分布式部署。目前,项目已开发完成并部署使用。该系统提高了高校的信息化建设和校园宣传能力,为用户提供具有交互感、自由感、沉浸感的漫游体验。

关键词：虚拟漫游 WebGL B/S lod 微服务

Multiresolution Terrian Model in GIS

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

测绘学报 2002年第Z1期31卷 92-98页

作者： ZHANG Jin 1,TONG Xiao hua 2 (1. Department of Surveying and Mapping, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024,China 2. Department of Surveying and Geo informatics, Tongji University, Shanghai 200092,China) Department of Surveying and Mapping Taiyuan University of Technology Taiyuan 030024 Department of Surveying and Geo-informatics Tongji University 上海 200092

DEM, which becomes a major component of geographic information processing in earth and engineering sciences, has been studied in the GIS literature for a long time. We use DEM to represent the terrain in GIS. The more data are available, the better representations of a terrain can be built. But not all tasks in the framework of a given application necessarily require the same accuracy, and even a single task may need different levels of accuracy in different areas of the domain. Multiresolution models, such as lod, offer the possibility of representing and analyzing a terrain at a range of different levels of detail. In this paper, some key issues in multiresolution DEM model are studied. Three main models are focused on Hierarchical TIN(HTIN), multiresolution terrain model based Delaunay and Hierarchical Dynamic Simplification. The advantages and disadvantages of these methods are analyzed. The technology of tile to tile edge match is studied to maintain the consistency between adjacent edges and tile edges in HTIN model. And the Hypergraph based Objected oriented Model(HOOM) is presented to divide and code spatial area and describe the terrain feature in adding and deleting points based on Delaunay rule retriangulating. The conclusions have been drawn in the end.

关键词： DEM multiresolution lod GIS

面向井下作业体验系统的渲染优化方法研究与应用

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

面向井下作业体验系统的渲染优化方法研究与应用

作者：王征杭州电子科技大学

学位级别：硕士

井下作业体验系统通过虚拟仿真技术复现工艺流程,为相关技术人员提供了虚拟体验环境,帮助用户了解和掌握井下作业的工艺和操作流程。但是目前开发的井下作业体验系统普遍存在渲染性能较差而导致用户体验效果不好的问题。针对以上问题,... 详细信息

井下作业体验系统通过虚拟仿真技术复现工艺流程,为相关技术人员提供了虚拟体验环境,帮助用户了解和掌握井下作业的工艺和操作流程。但是目前开发的井下作业体验系统普遍存在渲染性能较差而导致用户体验效果不好的问题。针对以上问题,本文基于可见性剔除、lod(Level of Detail)和模型简化对渲染优化方法进行研究,具体研究内容如下:(1)针对井下作业体验系统的三维模型构建问题,分析模型构建的基本方法,实现不同模型的构建过程;根据井下作业的生产设备和工艺流程搭建体验场景;最后根据体验系统的渲染过程,提出渲染优化的必要性。(2)针对井下作业体验系统中场景过度渲染的问题,提出一种基于可见性剔除的渲染优化方法。研究基于八叉树的场景自动管理方法,将场景元素分配到八叉树的不同节点,通过递归分裂实现节点元素的自动填充;研究基于Sobol序列的可见性探测方法,使用少量射线替代密集射线进行探测,然后剔除不可见元素,将可见元素集发送到渲染管理器进行渲染,提高井下作业体验场景中可见性剔除的精度,提升了系统的渲染效率。(3)针对井下作业体验系统模型显示与渲染精度过高的问题,提出一种基于lod和模型简化的渲染优化方法。研究基于QEM(Quadric Error Metrics)的模型简化算法,引入边折叠过程的邻接区域面积、邻接区域的角度变化和邻接区域重要度等三个约束因子,改进模型简化的折叠代价计算矩阵;通过把折叠代价存储到小顶堆,使用关联链表绑定与待折叠边相关的其它边,实现模型的局部折叠简化过程,提高模型简化的质量和效率,提高了系统的渲染性能。(4)针对渲染优化方法的应用效果验证,设计并实现井下作业体验系统。通过3ds Max、Unity3D和数据库软件实现体验系统的基本功能,将渲染优化方法应用到小修作业体验场景。设置体验系统的帧率和CPU占用率等作为实际效果测试指标,记录小件落物打捞工艺体验过程的系统运行情况。应用结果表明:本文所提出的渲染优化方法具有更好的渲染性能和体验效果。

关键词：井下作业体验系统渲染优化可见性剔除模型简化 lod

Unity3D环境下的OSGB快速加载方法设计与实现

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Unity3D环境下的OSGB快速加载方法设计与实现

作者：胡松磊北京邮电大学

学位级别：硕士

随着三维模型的建模精度不断提高,三维建模技术在包括军事仿真、城市规划、自然资源保护和三维游戏等领域中被广泛应用,基于倾斜摄影技术生成的高质量三维模型因其精度高、真实度高等优点,更是被人们所推崇。Unity3D以其优秀的物理引擎... 详细信息

随着三维模型的建模精度不断提高,三维建模技术在包括军事仿真、城市规划、自然资源保护和三维游戏等领域中被广泛应用,基于倾斜摄影技术生成的高质量三维模型因其精度高、真实度高等优点,更是被人们所推崇。Unity3D以其优秀的物理引擎以及脚本接口、提供一整套完善的软件解决方案、支持多种主流平台和具有良好的社区生态等优势逐渐从3D引擎中脱颖而出。倾斜摄影模型多为OSGB格式,而Unity3D尚不支持OSGB格式模型的直接读取和加载,因此,目前迫切需要一种在Unity3D环境下快速加载OSGB格式倾斜摄影模型的方法。目前在Unity3D中加载OSGB格式倾斜摄影模型的方法是把OSGB格式的倾斜摄影模型转换为Unity3D支持的FBX、OBJ等格式,然后再进行加载。这种做法的模型转换所消耗的时间很长,因此本文提出了以下全新的解决方案:1.在Unity3D中直接读取OSGB文件并完成渲染。本文研究了.osgb文件的数据形式和具体内容,把文件内的数据作为字节流手动读取进Unity3D,还研究了 OSG的场景图形树,利用Unity3D中的脚本复现了 OSG中的类的继承关系,利用读取到的数据实时生成渲染模型所需的网格和材质,渲染为可视化模型,而且该过程所消耗的时间为毫秒级,相比于模型格式转换的效率提高了千倍以上。2.通过非字节码的方式利用OSGB自带的lod(Levels ofDetail)数据完成大规模倾斜摄影模型的动态调度。针对倾斜摄影模型规模大,数据量多的问题,在Unity3D中通过调用OSG的dll(Dynamic Link Library)文件,利用OSGB自带的lod数据完成了对大规模倾斜摄影模型的动态调度。此方法可以加载渲染TB级以下的超大场景,渲染帧率也能保持在30FPS以上。

关键词： Unity3D 倾斜摄影 OSGB lod 动态调度

用于三维光场显示的复杂三维模型切割与优化方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

用于三维光场显示的复杂三维模型切割与优化方法研究

作者：刘昊北京邮电大学

学位级别：硕士

随着人们对于场景观看真实度和分辨率要求的逐渐提高,计算机图形学和显示技术不断发展和进步,以更好的方式呈现真实的视觉体验。在特定的观看场景下,常规的二维显示设备已经不能满足人们的需要,人们转向更真实的三维光场显示设备。与常... 详细信息

随着人们对于场景观看真实度和分辨率要求的逐渐提高,计算机图形学和显示技术不断发展和进步,以更好的方式呈现真实的视觉体验。在特定的观看场景下,常规的二维显示设备已经不能满足人们的需要,人们转向更真实的三维光场显示设备。与常规显示器相比,三维光场显示器能够提供更逼真、更立体的视觉体验,而且无需佩戴额外的设备,这一特点受到了广泛关注。然而,为了获得更真实的体验,显示场景和模型的复杂度逐渐提高。这将占用更多的计算资源,使得渲染所需的时间大大增加,对于当前的计算机渲染性能是一个极大的挑战。针对在三维光场上显示大规模的复杂三维模型数据这一问题,进行了以下两方面的工作:(1)提出了一种基于顶点曲率的边折叠简化方法用于网格简化。在经典边折叠简化算法计算折叠代价的过程中上添加了和曲率相关的约束因子,提高了对模型原始特征的保留程度。相比经典算法,经过优化方法得到的简化网格的平均几何误差降低超过30%。(2)提出一种基于四叉树的连续lod技术用于三维模型的渲染。在使用OSG(OpenSceneGraph)进行渲染时,将模型数据根据三维光场的参数构建四叉树节点结构,达到了在三维光场上流畅显示三维模型数据的效果。最终进行了实验验证。在分辨率为3840×2160的三维光场显示器上进行50个视点的渲染,成功展示了基于约70G的倾斜摄影数据生成的三维模型,并能达到40帧/秒以上的流畅度。这满足在三维光场显示设备上实时加载大规模的三维模型数据的需求。

关键词：网格简化边折叠 lod 四叉树三维光场显示

基于Unity3D的大数据量空间场景展示技术研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于Unity3D的大数据量空间场景展示技术研究

作者：龙宽先广西大学

学位级别：硕士

得益于无人机摄影技术和三维自动重建技术的高速发展,倾斜摄影三维重建生成的数字模型几何细节多、贴图纹理真实,在大规模的空间场景三维重建工作中相较于传统手工建模更是有着质的飞跃。然而倾斜三维模型高质量的背后是海量的三角面片... 详细信息

得益于无人机摄影技术和三维自动重建技术的高速发展,倾斜摄影三维重建生成的数字模型几何细节多、贴图纹理真实,在大规模的空间场景三维重建工作中相较于传统手工建模更是有着质的飞跃。然而倾斜三维模型高质量的背后是海量的三角面片数以及精细的纹理,在虚拟场景中加载并展示此类大数据量的空间场景模型会给计算机图形性能带来巨大的负担。Unity3D作为目前主流的三维游戏引擎,优秀的三维模型展示能力以及可自定义交互的漫游体验使其在各行各业都有着不错的应用。然而在展示倾斜摄影三维重建生成的大规模空间场景模型时,Unity3D很难保持虚拟漫游的流畅度。为解决此问题,本文提出了基于Unity3D的大数据量空间场景展示方法,主要的研究内容有以下:1、参考倾斜三维模型的文件格式,构建四叉树森林类来记录四叉树多层lod（层次细节模型）结构的空间场景中每一个节点模型块的信息。2、结合四叉树lod技术与可见性剔除技术,动态地对虚拟场景中的节点模型进行隐藏或替换,从而减少无用绘制的图形开销,优化整体场景的渲染速率。3、在传统四叉树lod的基础上改进,提出一个基于图像复杂度的lod方法。以三维模型的纹理贴图的信息熵作为图像复杂度引入到lod的节点评价系统中,使lod对节点模型的调度更替更为合理。最后本文采用实际生产项目中的倾斜三维模型数据展开实验,通过对文中提出的方法与Unity默认的加载单层倾斜三维模型方法进行对比,结果表明本文提出的基于Unity3D的四叉树lod加载方法能够在保证画面整体精度没有明显下降的前提下大幅度地减少了虚拟场景中的无用三角面片以及几何顶点的绘制,有效提高了渲染速率。而基于图像复杂度的改进lod算法则是更进一步地提升了lod的效果,在展示地形变化复杂的区域时表现更佳。

关键词：倾斜三维模型 Unity3D lod 可见性剔除图像复杂度

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种基于顶点纹理的lod地形渲染算法

系统仿真学报 2008年第7期20卷 1758-1764页

作者：张桀宁李帅北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100083

Shader Mode3.0引入的Vertex Shader Fetch是GPU可编程图形渲染技术发展的又一重要进展,基于该技术提出了一种新的地形渲染算法。算法主要特点是将地形高程数据组织成单通道纹理存放于显存,用于支持视点跟随的lod地形渲染。绘制阶段,CP... 详细信息

Shader Mode3.0引入的Vertex Shader Fetch是GPU可编程图形渲染技术发展的又一重要进展,基于该技术提出了一种新的地形渲染算法。算法主要特点是将地形高程数据组织成单通道纹理存放于显存,用于支持视点跟随的lod地形渲染。绘制阶段,CPU端只需输入平坦的嵌套状的网格,GPU端首先根据当前视点参数计算该网格顶点的实际二维位置坐标,使用该坐标从地形纹理中采样出该顶点的高程值,这样平坦网格的顶点获取到实际的三维坐标值,图形渲染管线将继续处理直至输出显示。如此安排绘制流程可以彻底消减CPU计算负载,转而充分运用GPU高数据处理能力和可编程特性。实验表明,使用本算法绘制地形,效果逼真、绘制效率大大高于传统lod地形绘制算法。

关键词：地形顶点纹理 GPU lod