扫描线消隐算法中Z值计算方法的改进

扫描线消隐算法中Z值计算方法的改进

一、扫描线消隐算法中Z值求法的改进(论文文献综述)

雒赬[1](2014)在《文物三维模型特征线提取及外表面和断裂面标识研究》文中研究表明文化遗产是一个国家的重要资源,利用信息技术保护中华文化遗产,是当今考古工作与文物保护工作的发展趋势。获取文物模型的特征线,区分模型外表面与断裂面,是实现考古自动化与对文物进行虚拟复原与展示的基础。本文以此为研究重点,采用通过计算曲率的方式来提取文物模型表面特征,此外,还对文物碎片进行了面的标识,区分了文物碎片的外表面与断裂面,并将结果做了展示。主要研究工作如下:(1)采用三维激光扫描仪将出土的兵马俑碎片进行扫描,获取其最基本的三维网格信息;再对这些基本网格信息进行处理,包括去噪、补洞及简化,得到可用于特征提取的三维模型。(2)分析对比了文物模型的特征提取方法,类比点云模型特征点提取算法,提出了通过曲率计算提取文物模型特征点的算法。该算法首先需要寻找r-近邻点环序列,之后采用网格模型表面曲率的计算方法来得到模型表面的曲率分布。(3)改进了现有的折线生长算法,将通过计算获得的特征点集进行连线处理,并对线条的可见性进行判断,使用后向面判别法与扫描线算法相结合的方式来进行隐藏线的消除,最终得到光顺的特征线。(4)研究了曲面分割技术,针对文物三维模型特征线提取与外表面和断裂面标识的要求,采用基于边的曲面分割方法将模型的几个面进行分割,之后根据不同面的法矢量的变化程度来区分外表面与断裂面。(5)将以上算法的研究应用到软件当中,设计开发了文物特征线提取和面标识系统,系统从实用性角度出发,能够达到文物模型特征线提取与区分外表面与断裂面的要求,为文物的虚拟复原和展示提供了新环境。综上所述,本文着重解决了文物虚拟复原与展示中二次损伤的问题,为计算机辅助文物保护工作提供了有力支持。

秦强[2](2014)在《结构数字化建模与算法》文中进行了进一步梳理计算机辅助工程技术的快速发展使得人们对三维实体模型的要求不仅仅局限于描述其结构形态,还要求能够对其进行数值分析。网格模型的出现恰好能够满足上述要求,但其网格生成技术一直是一大难题,如何快速准确地获得网格模型将对实体模型描述以及数值计算有着至关重要的作用。因此,开发高效率的数字化建模软件势在必行。本文深入研究了这一领域的主要成果以及国内外的研究现状,提出了一种快速网格生成及显示算法,并开发了能够对大规模复杂结构进行快速建模的数字化建模软件,网格生成的规模可达到数百亿的规模。具体来说,本文的主要工作如下:(1)在实体建模方面,采用CAD软件建立三维复杂结构的实体模型,针对CAD软件生成的标准文件STL的缺陷问题,分析了STL文件两种常用的格式,重建其拓扑结构,并修复模型中常见的错位、空洞、裂缝以及重叠等缺陷,得到的重构拓扑结构合理稳定且易于进行网格划分计算;(2)在网格生成方面,研究了基于边的整体切片算法,该算法通过求解三角面片边与各个切片平面的交点,确定交点的相互关系进而得到各个切片平面的封闭轮廓线,并借助计算机图形学中的扫描线填充算法完成网格填充。在交点的求取过程中采用了增量算法,有效地避免重复搜索和重复判断进而提高了网格生成的速度;(3)在网格显示方面,研究了网格的消隐显示算法并设计了多功能的显示技术。提出了一种快速剔除三维实体内部相邻网格的公共网格面的快速消隐算法,得到了符合实际效果的立体网格模型;利用多线程并行技术并实现了软件显示模块的并行化,提升了网格显示速度以及扩大了网格生成规模;设计了多功能显示技术,实现了网格模型的网格图显示以及线框图显示;并采用CT思想实现了生成后的网格模型在X、Y、Z三个方向的任意位置处的二维切片以及三维切片显示,以检测网格生成质量和更好地观察实体内部结构;(4)应用数字化建模软件对大规模复杂结构进行数字化建模。实现了对各类古建筑的网格建模,在计算机上重现了其结构,很好地保存了文物的数据信息;对现代大型复杂结构进行网格模型生成,得到其网格模型,为对其进行数值分析奠定基础;(5)合理设计数字化建模软件与三维动力学软件(DYN-3D)以及ANSYS有限元软件之间的数据接口,并将数字化建模软件得到的网格模型参数应用到计算软件中,以验证软件的可靠性和稳定性。选取了三个工程问题进行数值分析,分别是炸药在地铁内爆炸的毁伤效应(采用DYN-3D软件),三峡大坝受到静水压力时的应力状态以及地震波对山体内掩体的影响(采用ANSYS有限元软件);(6)对于数字化建模软件这类功能强大的科学软件,软件本身必然存在一些小的缺陷,这些缺陷是随机出现的但并不影响软件的主要功能,对其检测是极其麻烦的。为此,本文提出了一个软件测试MDP模型及优化软件测试策略,大大降低期望测试费用,能够缩短数字化建模软件测试的时间及费用,为下一步工作奠定基础。

张亮[3](2014)在《计算机图形学中的三维图形技术在飞行器实时显示上的应用》文中研究指明计算机图形学是计算机科学领域最为年轻和活跃的学科之一,它同时也是一门交叉性很强的学科,不仅与数学、光学、结构设计等非计算机科学范畴的学科有紧密联系,还与数字图像处理、计算几何、模式识别等计算机科学领域的二级学科不可分割。三维图形是计算机图形学研究的最主要的部分,它涉及到几个主要的技术有视域裁剪、三维消隐和抗锯齿等。虽然目前针对这些技术已经存在多个算法,但是这些算法普遍存在运算效率不高的问题,如三维消隐技术的深度缓存和扫描线算法的运算时间复杂度很高,如果不借助硬件加速的话是不会被采用的。尽管目前的计算机图形学已经能满足大部分需求,但是远不能称为完美,相对于其较完善的理论基础,算法的运算效率成了短板,本文针对三维图形的几个主要的技术视椎体裁剪、三维消隐和抗锯齿都做出了一些改进,是其运算效率有所提高。四旋翼飞行器因为其具有体积小巧、动作灵活等特点,被广泛应用在很多场合,如航拍、测绘等。同时,较小的体积和较多的输入控制量也造成了此飞行器难以控制的特点,工程师在研发过程中往往需要对飞行器进行很多次实验试飞,实时地观察其位置和姿态,然后再进行参数调整。由于飞行器一般在高空中飞行,不利于观察其状态,加上四旋翼体积较小,在一百米开外就难以用肉眼准确地观察到其姿态。针对这些问题,本文结合计算机图形学相关技术,专门设计一套针对飞行器的飞行状态进行实时模拟显示的图形软件。

金建海[4](2012)在《船舶CAE前后处理系统研制》文中进行了进一步梳理CAE软件已成为众多工程领域不可或缺的计算工具,CAE技术在现代工业技术发展和高新技术创新等方面具有重要的地位和作用,良好的CAE前后处理支持是CAE技术走向工程应用的前提和基础。本文以研发具有自主知识产权的船舶CAE前后处理系统为目标,系统地研究了CAE前后处理系统的设计与实现、关键算法、在船舶领域内的应用。具体内容如下:(1)绪论部分,从CAE前后处理的基本概念和相关背景入手,简述了本文工作的研究背景、研究目的和研究内容。(2)在CAE前处理方面,首先介绍了CAE前处理软件的设计与实现。按照软件工程的要求,从软件需求、设计和实现几个方面阐述了CAE前处理软件的整个实现过程,重点介绍了CAE前处理软件的总体架构和软件工程模块化设计,以及关键模块的设计方案,包括模型定义、网格划分、材料定义、属性定义、LBC(载荷和边界条件)定义等,并将最终实现的CAE前处理软件,与国际领先的软件MSC.Patran、Femap前处理部分进行比较,说明本软件在功能方面已经满足船舶结构CAE分析的前处理要求,且在某些方面超过Femap等国外知名软件。然后分别介绍了CAE前处理软件中的两大重难点:CAD/CAE模型转换与有限元网格自动生成。在CAD/CAE模型转换方面,本文自定义了一套采用离散边界法表示的模型数据结构,通过多种不同的CAD/CAE接口实现模型数据转换功能:通过统一数据接口实现了主流通用CAD文件如IGES, STEP等模型数据的读取和转换;通过研究、解析STL文件和Tribon的XML文件,实现了STL模型和船舶专用CAD模型数据的转换;通过拓扑重建解决了目前CAD/CAE模型数据转换过程中普遍存在的拓扑信息丢失问题。在有限元网格自动生成方面,本文结合自定义模型数据的特点,尤其是船舶模型的特点,采用了波前推进法(AFT)进行改进,实现了组合复杂离散曲面的有限元面网格自动生成算法,并给出几个典型算例予以验证。(3)在CAE后处理方面,首先给出了CAE后处理软件的总体实现思路。考虑到CAE软件繁多,本文自定义了一套船舶领域内CAE后处理标准文件格式,开发相应转换接口,实现了不同CAE计算结果文件到标准格式文件的转换,并完成结果数据的常用后处理功能。然后阐述了CAE后处理软件实现过程中的关键算法:大规模模型的快速显示、云图显示、任意截面及其结果云图显示等。其中在普通PC机器上即可实现千万级别节点自由度模型的快速显示也是本文的创新点之一,其显示速度远远超过目前国际上通用的MSC.Patran和Femap等前后处理软件。(4)在应用方面,基于前文的研究成果,通过模块选择与改进,完成了多个CAE软性集成软件等。最后对所做工作与主要研究成果进行了简要总结,并提出了进一步的研究方向。

李军[5](2009)在《基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真算法研究》文中认为数控加工仿真是数控加工过程在虚拟环境中的映射。作为虚拟制造技术的重要组成部分,它可用于检验NC代码的正确性和判断毛坯是否有过切、漏切等现象,对缩短产品的研发周期具有重要的现实意义。本文在充分分析国内外现有三维仿真建模理论与方法的基础上,将离散建模技术引入到数控铣削加工仿真建模中,并提出了包括基于三角面片的离散建模方法进行加工环境形体构建的几何建模方法、基于刀具轨迹包围盒的刀具与毛坯求交算法和基于显示列表和顶点搜索算法的仿真优化算法在内的数控铣削加工仿真思路,并对其中涉及的各项关键技术进行了深入研究。(1)基于常用几何建模方法的优点和不足,并针对三轴数控铣削加工的特点,提出了基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真建模方法。提出了兼顾效果与效率的三轴数控铣削加工仿真原理,并以此为基础搭建了三轴数控铣削加工仿真系统的总体结构。(2)在对各种离散建模方法充分比较的基础上,将基于三角形面片的离散建模方法引入到数控铣削加工的建模中,应用该方法进行了毛坯与刀具的几何建模。建立了适合数控铣削加工仿真并能提高存储及访问效率的毛坯模型和刀具模型数据结构。(3)在毛坯与刀具的求交中,本论文将刀具轨迹包围盒引入其中,它大大缩小了离散点的搜索范围。采用了显示列表技术对毛坯的离散点进行存储,对于没有发生切削的区域,离散点直接调用即可,这样大大提高了几何建模的效率。提出了顶点搜索算法用于对发生切削关系的离散点进行搜索,提高了刀具轨迹包围盒内离散点的搜索效率。

杨卫[6](2009)在《基于立体视觉的运动刚体位姿测量方法研究》文中提出随着计算机视觉理论和视觉传感器的发展,立体视觉技术在制造、航空航天、机器人等领域的应用越来越广泛,相比传统测量方法有方便性、可靠性的巨大优势。本文的主要目标是利用双目相机系统实现对运动目标的位姿测量,研究内容包括图像特征区域提取、摄像机标定、特征点布局优化、立体匹配和位姿解算五个方面。立体视觉测量系统的首要任务是从摄像机拍摄的图像中提取出特征点的图像坐标,针对在目标上固联圆形配合特征目标的方案,本文对灰度阈值法、Hough变换方法和最小二乘拟合方法三种椭圆特征提取方法进行了研究和实验对比,设计了将最小二乘拟合和灰度重心法的结合进行提取的方法,该方法兼具了最小二乘拟合法的准确性和灰度重心法中心定位的高精度性。其次,要实现测量任务必须建立特征点图像坐标与其空间三维坐标的映射关系,即摄像机标定。本文对基于纯平移的摄像机主动视觉标定理论进行了深入研究,基于摄像机畸变模型,对主动视觉标定方法提出了改进。本文还提出了一种基于消隐点的标定方法,该方法根据正交的两组平行线消隐点的几何性质,建立摄相机参数的约束方程,然后使用非线性最优化方法对摄像机参数进行迭代寻优。另外配合目标在被测目标上的不同布局方式对测量得到的姿态误差会有很大影响,特征点布局优化是指优化目标上配合目标的布局以使空间点重构的位置误差对解算的姿态误差影响最小,本文给出了一种2范数的姿态误差表示方法,并建立了空间特征点布局相关量到姿态误差的数学模型和优化指标函数,给出了仿真实验证明。立体匹配是将左右图像提取的特征点图像坐标对应起来,本文对基于极线约束的匹配方法进行了研究,并根据本文使用了配和目标的特殊性,结合唯一性约束和顺序一致性约束,剔除歧义匹配,实现了本文的匹配要求。测量系统的最后任务是利用完成匹配的特征点左右图像坐标和标定得到的摄像机参数,解算目标位姿,本文研究了基于广义逆的特征点重构和基于空间向量的目标位姿求解方法。设计了测量系统的精度标校方法。最后本文进行了完整运动目标位姿参数的仿真和实际测量实验。

姚丹红[7](2009)在《基于分形维数的计算机生成图像检测技术研究》文中研究表明随着信息技术的发展,信息资源的存储媒介已由传统的纸质方式向电磁方式转变。图像作为一种信息资源,也随着信息技术的发展而发展,传统的胶片图像正逐步被数字图像取代。然而相对于传统的胶片图像,数字图像更易于改动且难以鉴别真伪。因此,数字图像真伪鉴定已成为信息安全技术领域中的一个难题,目前相关的方法主要分为两大类:主动图像鉴别和被动图像鉴别。被动图像鉴别技术又分为两个方面:一是对自然图像篡改的鉴别,另一个是对计算机生成图像的鉴别。本文主要研究对计算机生成图像的检测。计算机成像图像是通过在计算机中重现真实世界场景而获得的真实感图形,它通过建立图形所描述的场景的几何表示,再模拟真实物体的物理属性,如物体的形状、光学性质以及物体间的相对位置等实现自然图像仿真。与自然图像篡改检测鉴定所包含的核心技术及处理流程相同,计算机生成图像检测鉴定方法也需要依次进行恰当的图像特征提取和基于图像特征的判别分类等两方面处理。近年来,在这方面所公开报道的研究工作主要是在整数维空间展开的。主要研究成果包括:在空间域利用均值、方差、偏态、峰态四个统计量在变换域提取统计特征,然后对这些特征向量用机器学习方法进行分类。该类方法检测鉴别效率并不理想。本文主要研究在分数维空间中计算机生成图像的检测。文中提出了一种基于分形维数的计算机生成图像检测算法。不同于传统的算法,该算法利用两种图像表面纹理特征和自相似性的不同,提取局部图像块的分形维数作为统计特征,进而区分计算机生成图像和自然图像。真实世界中的物体表面往往会比较粗糙,几何结构也不会很简单,无法用单一模型来表示。而计算机生成图像通常由点、线、面等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性通过循环组成,具有很强的自相似性。由于对象模型的不同,计算机生成图像往往具有更分明的纹理特性和更强的自相似性。这种纹理特性和自相似性上的不同可以通过分形维数体现出来。本文算法利用自然图像和计算机生成图像在纹理特征上的不同,首先对图像块进行筛选,将变化平缓的图像块去除,计算其余图像块的分形维数,将获得的分形维数作为图像的特征向量,最终利用SVM分类器判别图像。此外,在计算分形维数时,我们采用一种改进的“计盒维”法,提高了分形维数的计算准确性和算法效率。实验结果显示,这种算法提高了计算机生成图像的检测效果,具有很好的检测率和研究前景。

陈刚[8](2008)在《基于嵌入式系统的3D图形渲染器的设计及关键技术实现》文中研究表明手机、PDA等移动终端的快速发展使得嵌入式系统的复杂度越来越高,对于图形显示方面的要求也在逐步增加,特别是娱乐消费行业。基于嵌入式系统的视频编解码、高速网络以及实时3D渲染正在成为近几年来的研究热点。本文以达芬奇开发板DVEVM为基础,设计了一个基本的3D渲染器,并实现了各个关键算法。能够完成模型加载、坐标变换、消隐、光照、纹理映射、裁剪、深度排序等基本流水线处理技术。一些高级渲染技术以及地形生成方面的内容还有待扩展。另外,出于可移植性考虑,本文涉及的三维渲染器并没有向下直接访问硬件设备,而是以接口的形式调用下层驱动封装库。由于一般情况下嵌入式系统的分辨率不高,因此对画质的追求不能与计算机相比。另外,其处理器频率也一定程度上限制了所采用算法的复杂度。因此,为了提高处理速度,本文在算法上尽量采取简单而计算量较小的方法,虽然画面质量稍有降低,但是速度得以提高。另外,嵌入式系统对C++语言的支持还不够完善,所以本文所有代码都使用C语言编写。本文所讨论各部分算法均给出了C语言实现,由于整个系统并未完全实现,因此算法的正确性和效果演示在计算机上进行。

王珣[9](2007)在《边坡稳定性分析及治理软件Slide CAD的开发与工程应用》文中提出作为岩土工程中的一个重要分支,无论是在修建高速公路、铁路、机场等交通设施,还是在建造矿井、大坝等大型建筑工程方面都需要分析土坡的稳定性。如何设计开发一套具有较强通用性、适用性,操作简便的软件成为边坡软件开发的趋势。本文通过基于Visual Basic 2005开发了边坡稳定性设计软件Slide CAD。本文以Slide CAD软件的前处理,求解器、后处理三个方面对Slide CAD软件所采用的技术细节进行了详述。通过开发Slide CAD实现了以下几个方面的目标:(1)实现了圆弧、折线滑面、组合滑面的自动生成方法。(2)通过对Morgenstern-Price法与Spencer法的改进,在不影响计算精度的同时,使原有的计算迭代时间大大缩短,计算步骤更加简单。(3)在滑动面的自动搜索中应用穷举法与退火遗传算法搜索滑面两种方法实现自动搜索功能,两种方法互为补充。(4)在后处理模块中融入了可靠度分析,添加了安全系数云图与等直线,使计算结果更加直观。(5)通过对ANSYS的二次开发进行抗滑桩的优化设计,使优化设计的过程更加的便捷与可靠。通过对工程项目的实际运行,证明本文提交的研究成果和开发的边坡稳定性计算软件Slide CAD软件具有一定的理论价值和良好的工程实用性。

叶章文[10](2007)在《基于VxWorks的3D图形组件的设计》文中指出嵌入式操作系统的引入改变了嵌入式系统落后的开发方式,加快了嵌入式系统的开发速度,提高了代码的可重用性与可扩展性。随着多媒体信息技术、互连网、消费类电子产品的发展,嵌入式操作系统由于其占用内存少、可裁减、稳定性好的特点正得到越来越广泛的应用。随着嵌入式设备如移动电话开始使用具有音频和视频内容的大量多媒体应用,对高图形质量的多媒体应用的需求很大,这就需要更高质量的3维绘制功能。在未来几年中,这将成为取得竞争优势的重要技术。要迎接这个挑战,就需要研究如何将3D图形学算法应用到嵌入式系统中。 本文分析了3D图形库的结构层次,介绍了3D图形库函数的功能及实现各个函数所需了解的图形学原理及算法,然后参照OpenGL的处理流程,在VxWorks操作系统上现有二维图形开发组件WindML的基础上设计实现3D效果所须的组件,包括绘制基本几何图元(顶点、直线、多边形)的函数,裁剪函数、矩阵转换函数、颜色、光照和纹理函数等。在设计过程中,分析测试各种3D算法,针对嵌入式系统对存储空间和运行空间的严格要求及其高可靠性、可移植性和可配置性等特点,采用了一些简单、高效的3D算法,以减小对存储空间和运行空间的依赖。所设计的3D算法具有良好的可移植性,代码稳定可靠,接口易用,所有函数均采用C语言编写,。最后在VxWorks操作系统上测试了所设计的3D组件。

二、扫描线消隐算法中Z值求法的改进(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、扫描线消隐算法中Z值求法的改进(论文提纲范文)

(1)文物三维模型特征线提取及外表面和断裂面标识研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 本文组织结构
第二章 文物碎片数据的预处理与轮廓线检测
    2.1 模型获取及预处理技术
        2.1.1 获取研究数据
        2.1.2 文物三维模型数据的预处理
    2.2 轮廓线检测技术
        2.2.1 轮廓线的定义
        2.2.2 轮廓线检测算法
    2.3 本章小结
第三章 基于曲率的特征线提取
    3.1 特征线的提取方法
    3.2 文物模型特征点的提取
        3.2.1 模型法向量的计算
        3.2.2 模型曲率的计算
        3.2.3 r-近邻点的查找
        3.2.4 特征点的选择
    3.3 文物模型特征线的绘制
        3.3.1 改进的折线生长算法
        3.3.2 可见性判断
    3.4 实验结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 模型外表面与断裂面的标识
    4.1 曲面网格分割
        4.1.1 曲面网格分割概述
        4.1.2 网格分割的分类
    4.2 基于边的曲面分割
    4.3 基于法矢扰动与图像特征的曲面识别
        4.3.1 基于法矢扰动的光滑外表面识别
        4.3.2 基于二维图像特征的曲面识别
        4.3.3 实验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 文物模型特征线提取和面标识系统设计与实现
    5.1 系统设计
    5.2 系统功能与展示
    5.3 本章小结
总结与展望
    工作总结
    未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢

(2)结构数字化建模与算法(论文提纲范文)

摘要
Abstract
图表说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 复杂结构的数字化表征
    1.3 数字化建模技术的研究现状
        1.3.1 结构化网格
        1.3.2 非结构化网格
        1.3.3 笛卡尔网格
    1.4 数字化建模与仿真算法
        1.4.1 有限元方法
        1.4.2 有限差分法
    1.5 软件测试的研究现状
    1.6 本文研究内容
        1.6.1 基于 STL 模型的结构数字化建模及算法研究
        1.6.2 复杂结构的模型建立与数字化仿真
        1.6.3 数字化建模软件可靠性分析
        1.6.4 本文工作的创新
第二章 结构数字化建模算法
    2.1 引言
    2.2 STL 模型
        2.2.1 STL 文件的格式
        2.2.2 STL 文件的拓扑结构
        2.2.3 STL 模型常见错误修复方法
    2.3 网格生成算法
        2.3.1 基于 STL 模型的网格剖分技术
        2.3.2 实体填充技术
    2.4 网格显示算法
        2.4.1 三维图形消隐方法
        2.4.2 基于 OpenGL 的快速消隐显示
        2.4.3 网格显示算法的并行化及测试
    2.5 本章小结
第三章 数字化建模软件的基本功能
    3.1 引言
    3.2 数字化建模软件
        3.2.1 软件系统结构及其功能
        3.2.2 多功能显示技术
    3.3 本章小结
第四章 大规模复杂结构的数字化建模
    4.1 引言
    4.2 古建筑数字化建模实例
        4.2.1 应县木塔
        4.2.2 中国四大名楼
    4.3 现代化建筑数字化建模实例
        4.3.1 三峡大坝
        4.3.2 国家体育场“鸟巢”
        4.3.3 旧金山金门大桥
    4.4 本章小结
第五章 数字化建模软件的应用
    5.1 引言
    5.2 计算软件的接口程序设计
        5.2.1 三维动力学软件 DYN-3D 软件接口设计
        5.2.2 ANSYS 软件接口设计
    5.3 数值模拟算例
        5.3.1 大型建筑内爆炸的数值模拟
        5.3.2 三峡大坝块体的结构强度分析
        5.3.3 地震波对山体中掩体的影响
    5.4 本章小结
第六章 数字化建模软件的基本测试策略
    6.1 引言
    6.2 软件测试模型
        6.2.1 基于马尔科夫决策过程的软件测试模型
        6.2.2 改进的基于马尔科夫决策过程的软件测试模型
    6.3 应用交叉熵方法的求解过程
    6.4 仿真应用分析
        6.4.1 点在网格生成过程中的错误测试分析
        6.4.2 线在网格生成过程中的错误测试分析
        6.4.3 面在网格生成过程中的错误测试分析
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 本文结论
    7.2 展望
参考文献
附录A1 数字化建模软件菜单栏和工具栏命令按钮功能简介
攻读学位期间发表的论文与研究成果清单
致谢

(3)计算机图形学中的三维图形技术在飞行器实时显示上的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
Contents
第一章 绪论
    1.1 计算机图形学研究的内容
    1.2 计算机图形学的应用
    1.3 本文研究的目的和意义
    1.4 本文研究内容及技术路线
第二章 相关几何知识
    2.1 坐标系
        2.1.1 选取坐标系
        2.1.2 确定坐标系原点和方向
    2.2 坐标系变换
    2.3 坐标系旋转
    2.4 向量乘法
    2.5 平面内线段求交
    2.6 空间内线段和平面求交
    2.7 平面内判断点是否在多边形内部
        2.7.1 角度法
        2.7.2 重心法
        2.7.3 射线法
        2.7.4 向量法
第三章 几何造型
    3.1 线框模型
    3.2 表面模型
    3.3 实体模型
第四章 光栅图形
    4.1 位图结构
    4.2 内存存储格式
第五章 投影和视锥
    5.1 投影变换
        5.1.1 平行投影
        5.1.2 透视投影
    5.2 视锥体
        5.2.1 定义
        5.2.2 裁剪
第六章 纹理映射
    6.1 函数纹理
    6.2 图像纹理
第七章 光照模型
    7.1 局部光照模型
        7.1.1 环境光
        7.1.2 漫反射
        7.1.3 镜面反射
        7.1.4 多光源
    7.2 全局光照模型
        7.2.1 Whitted整体光照模型
        7.2.2 光线跟踪法
第八章 三维消隐
    8.1 画家算法
    8.2 Z缓冲器算法
    8.3 扫描线算法
    8.4 本文算法
        8.4.1 包围盒原理
        8.4.2 求平面中两个凸多边形的交集
        8.4.3 判断空间中两个实体的远近
        8.4.4 部分条件缺失的排序算法
第九章 抗锯齿
    9.1 提高显示器分辨率
    9.2 深度缓存法
    9.3 光线跟踪法
    9.4 本文算法
第十章 总结与展望
参考文献
致谢

(4)船舶CAE前后处理系统研制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 CAE 概述
    1.2 CAE 前后处理概述
        1.2.1 CAE 分析过程
        1.2.2 CAE 前后处理国外发展现状
        1.2.3 CAE 前后处理国内发展现状
    1.3 本文研究内容和主要贡献
第2章 CAE 前处理软件的设计与实现
    2.1 引言
    2.2 CAE 前处理软件的总体需求
    2.3 CAE 前处理软件的架构
    2.4 CAE 前处理软件的设计
        2.4.1 模型定义
        2.4.2 网格划分
        2.4.3 材料定义
        2.4.4 属性定义
        2.4.5 LBC 定义
        2.4.6 工况定义
        2.4.7 求解设置
        2.4.8 三维可视化
        2.4.9 系统工程模块组织关系设计
    2.5 CAE 前处理软件的实现
    2.6 功能/性能分析
    2.7 本章小结
第3章 CAD/CAE 模型数据转换研究
    3.1 引言
    3.2 CAD 软件中模型的表示方式
    3.3 CAE 软件中模型的表示方式
        3.3.1 自定义模型数据结构
        3.3.2 自定义标准中间文件格式
    3.4 CAD 模型数据的获取与转换
        3.4.1 概述
        3.4.2 基于ACIS 的模型数据转化
        3.4.3 基于STL 的模型数据转化
        3.4.4 基于Tribon XML 的船舶专用模型数据转换
    3.5 CAE 软件中模型的建立
        3.5.1 基本几何对象的建立
        3.5.2 拓扑信息的重新建立
    3.6 本章小结
第4章 CAE 前处理网格自动生成算法
    4.1 引言
    4.2 网格划分研究综述
        4.2.1 映射法
        4.2.2 基于栅格法(有限四/八叉树法)
        4.2.3 Delaunay 三角剖分法
        4.2.4 推进波前法(含铺设法等)
        4.2.5 几种常用方法比较
    4.3 本文网格自动生成总体方案
    4.4 模型预处理
        4.4.1 缝隙的修补
        4.4.2 重叠的修补
    4.5 三角形网格自动生成
        4.5.1 初始网格前沿形成
        4.5.2 网格前沿的推进
        4.5.3 网格的优化
    4.6 四边形网格自动生成
        4.6.1 初始网格前沿形成
        4.6.2 网格前沿上节点分类
        4.6.3 网格前沿的推进
        4.6.4 网格前沿的闭合
        4.6.5 网格的优化
    4.7 网格细化
    4.8 实例说明
    4.9 本章小结
第5章 CAE 后处理软件的设计与实现
    5.1 引言
    5.2 CAE 后处理软件的总体需求
    5.3 CAE 后处理软件的设计
        5.3.1 数据转换接口
        5.3.2 自定义标准文件
        5.3.3 数据导入
        5.3.4 显示功能
        5.3.5 操作功能
        5.3.6 辅助功能
    5.4 CAE 后处理软件的实现
    5.5 本章小结
第6章 CAE 后处理可视化关键技术研究
    6.1 引言
    6.2 三维模型显示技术
        6.2.1 概述
        6.2.2 三维模型外表面提取实现算法
        6.2.3 网格消隐算法
        6.2.4 实例验证
    6.3 云图显示算法
        6.3.1 概述
        6.3.2 算法实现
        6.3.3 实例验证
    6.4 动画显示算法
        6.4.1 概述
        6.4.2 动画显示原理
        6.4.3 基于双缓存机制的动画显示算法
    6.5 矢量结果可视化技术研究
        6.5.1 概述
        6.5.2 点图标法
        6.5.3 矢量线法
        6.5.3.1 流线的数学模型
        6.5.3.2 流线实现算法
    6.6 任意剖面结果显示算法
        6.6.1 概述
        6.6.2 剖切面及结果显示算法
        6.6.3 实例验证
    6.7 节点、单元查找算法分析及其改进
        6.7.1 概述
        6.7.2 哈希查找的基本原理
        6.7.3 基于链地址法的哈希查找改进算法
        6.7.4 性能分析
    6.8 本章小结
第7章 CAE 前后处理系统在船舶领域中的应用
    7.1 引言
    7.2 JIFEX 前处理软件
        7.2.1 软件概况
        7.2.2 主要功能模块
        7.2.3 典型实例分析
    7.3 船舶舱室噪声预报软件
        7.3.1 软件概况
        7.3.2 主要功能模块
        7.3.3 典型实例分析
    7.4 三维水弹性集成软件
        7.4.1 前言
        7.4.2 三维线性水弹性分析基本原理
        7.4.3 三维线性水弹性计算程序简介
        7.4.4 水弹性集成软件功能模块设计与实现
        7.4.5 典型实例分析
    7.5 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 本课题的研究结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
附录

(5)基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文的研究背景
        1.1.1 虚拟制造技术
        1.1.2 计算机仿真
        1.1.3 数控加工仿真
    1.2 数控加工仿真建模技术发展现状
        1.2.1 常用几何建模方法介绍
        1.2.2 数控加工仿真建模国内外研究现状
        1.2.3 数控加工仿真的建模存在的不足
    1.3 论文研究的意义及主要内容
        1.3.1 论文研究的意义
        1.3.2 主要研究内容
第二章 三轴数控铣削加工仿真原理研究
    2.1 基于三角面片离散建模的三轴数控铣削加工仿真原理
        2.1.1 加工仿真离散化建模基本原理
        2.1.2 工件和刀具环境建模
        2.1.3 加工仿真求交
    2.2 三轴数控铣削加工仿真系统总体设计
        2.2.1 需求分析
        2.2.2 系统设计的基本原则
        2.2.3 系统总体结构
        2.2.4 三轴铣削加工仿真流程
    2.3 系统开发图形支撑平台和开发平台简介
        2.3.1 图形支撑平台——OpenGL
        2.3.2 系统开发平台——VC
    本章小结
第三章 基于三角形面片离散建模加工形体的构建
    3.1 建模方法介绍
        3.1.1 基于z-map 的离散矢量建模
        3.1.2 动态八叉树建模方法
        3.1.3 基于三角面片的离散建模
    3.2 基于三角形面片离散法的毛坯建模
        3.2.1 建模思路
        3.2.2 数据结构
        3.2.3 算法实现
    3.3 基于三角形面片离散法的刀具建模
        3.3.1 数据结构
        3.3.2 算法实现
    本章小结
第四章 三轴数控铣削加工动态仿真算法
    4.1 刀具轨迹包围盒确定
        4.1.1 基本概念
        4.1.2 刀具轨迹包围盒的确定
    4.2 求交算法
        4.2.1 直线求交
        4.2.2 圆弧求交
    4.3 提高仿真速度和效果的关键技术
        4.3.1 问题的分析
        4.3.2 显示列表的应用
        4.3.3 顶点搜索算法
    本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(6)基于立体视觉的运动刚体位姿测量方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究的目的及意义
    1.2 视觉测量技术综述
        1.2.1 基于视觉的三维测量方法
        1.2.2 视觉测量的关键技术
    1.3 立体视觉测量技术的研究现状
        1.3.1 立体视觉的发展与现状
        1.3.2 摄像机标定
        1.3.3 特征提取
        1.3.4 立体匹配
        1.3.5 三维信息恢复
    1.4 本文的主要内容
第2章 配合目标特征区域提取
    2.1 引言
    2.2 基于灰度的椭圆区域提取方法
        2.2.1 灰度阈值分割
        2.2.2 灰度重心法提取特征区域中心
    2.3 基于Hough 变换的椭圆检测
        2.3.1 Hough 变换的基本原理
        2.3.2 Hough 变换检测椭圆
    2.4 基于最小二乘拟合的提取方法
        2.4.1 边缘提取
        2.4.2 最小二乘的椭圆提取方法
    2.5 结合灰度重心法与最小二乘拟合方法的椭圆检测
    2.6 椭圆特征提取实验及结果
        2.6.1 椭圆区域提取实验
        2.6.2 区域中心定位实验
    2.7 本章小结
第3章 摄像机标定方法研究
    3.1 引言
    3.2 摄像机成像模型
        3.2.1 针孔模型
        3.2.2 非线性畸变
    3.3 纯平移的主动视觉标定方法
        3.3.1 纯平移的主动视觉标定理论
        3.3.2 纯平移下畸变的标定方法
        3.3.3 主动视觉标定实验及结果
    3.4 基于消隐点几何性质的摄像机标定方法
        3.4.1 正交的两组平行直线消隐点的几何性质
        3.4.2 根据消隐点求解内参数的方法
        3.4.3 相机外参数的求解方法
        3.4.4 消隐点标定实验及结果
    3.5 本章小结
第4章 特征点的布局优化与基于极线的匹配
    4.1 引言
    4.2 特征点布局优化方法
        4.2.1 姿态误差的表示方法
        4.2.2 特征点布局与姿态误差的数学关系
        4.2.3 优化布局方案
        4.2.4 仿真实验证明
    4.3 基于极线约束的立体匹配
        4.3.1 极线约束
        4.3.2 基于极线的匹配方法
        4.3.3 匹配实验
    4.4 本章小结
第5章 运动刚体的位姿解算
    5.1 引言
    5.2 基于广义逆的空间点重构
    5.3 位姿解算
        5.3.1 基于空间向量求解位姿的方法
        5.3.2 运动目标的相对位姿
        5.3.3 测量坐标系到标称坐标系的转换
    5.4 立体视觉位姿测量实验
        5.4.1 仿真实验:
        5.4.2 实际测量实验
        5.4.3 实验结论
    5.5 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(7)基于分形维数的计算机生成图像检测技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 概述
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本课题的研究内容和意义
    1.4 本文的内容安排
第二章 计算机生成图像及其检测的基础知识
    2.1 计算机图像生成技术
        2.1.1 消隐技术
        2.1.2 光线跟踪技术
        2.1.3 纹理映射技术
        2.1.4 阴影生成技术
    2.2 空间域检测算法
    2.3 频率域检测算法
    2.4 本章小结
第三章 分形及分形维数
    3.1 分形简介
        3.1.1 分形几何的产生
        3.1.2 分形定义
        3.1.3 分形特征
    3.2 分形维数
        3.2.1 分形维数概述
        3.2.2 分形维数的计算方法
    3.3 分形维数在图像领域的应用
        3.3.1 分形编码
        3.3.2 图像分割
        3.3.3 图像纹理分析
    3.4 本章小结
第四章 基于分形维数的计算机生成图像检测
    4.1 改进的分形维数算法
        4.1.1 不同的分形维数算法比较
        4.1.2 改进的分形维数算法
    4.2 图像特征值提取
        4.2.1 图像块筛选
        4.2.2 图像特征值提取
    4.3 SVM 判决
        4.3.1 SVM 简介
        4.3.2 SVM 判决
    4.4 仿真实验和算法效果
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
声明与致谢
攻读学位期间发表论文

(8)基于嵌入式系统的3D图形渲染器的设计及关键技术实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景
        1.1.1 嵌入式系统的现状和发展
        1.1.2 嵌入式3D 渲染器
    1.2 达芬奇系统
        1.2.1 系统简介
        1.2.2 3D 渲染器在系统中的结构
    1.3 本人的工作内容
    1.4 章节安排
第二章 3D 图形引擎的架构及处理流程设计
    2.1 嵌入式系统的特点及渲染器设计需求
    2.2 数学支持
        2.2.1 坐标系
        2.2.2 矩阵变换
        2.2.3 三角函数
        2.2.4 数学引擎
    2.3 3D 管线设计
        2.3.1 流水线说明
        2.3.2 相关算法选择
    2.4 总体结构框图
    2.5 数据结构设计
        2.5.1 顶点
        2.5.2 多边形
        2.5.3 物体
        2.5.4 渲染列表
        2.5.5 相机
第三章 关键技术的实现
    3.1 模型文件格式和加载
        3.1.1 文件格式
        3.1.2 加载函数
    3.2 物体剔除和背面消除
        3.2.1 物体剔除
        3.2.2 背面消除
        3.2.3 算法设计难点
    3.3 光照和着色
        3.3.1 着色
        3.3.2 基本光照模型
        3.3.3 光源类型
        3.3.4 光源结构
        3.3.5 光照计算
        3.3.6 算法设计难点和速度测试
    3.4 深度排序
        3.4.1 画家算法
        3.4.2 1/Z 缓存
        3.4.3 算法的选择和对比
    3.5 纹理映射
        3.5.1 概述
        3.5.2 透视修正纹理映射
        3.5.3 算法改进及结果比较
        3.5.4 算法流程
    3.6 裁剪
        3.6.1 3D 裁剪
        3.6.2 2D 裁剪
    3.7 光栅化
        3.7.1 概述
        3.7.2 函数原型
        3.7.3 函数流程
第四章 各阶段算法测试
    1. 加载物体框架
    2. 背面消除
    3. 光照和着色
    4. 纹理
    5. 裁剪和深度排序
第五章 工作总结
    5.1 本文完成的工作
    5.2 进一步工作
致谢
参考文献
作者在读期间的研究成果

(9)边坡稳定性分析及治理软件Slide CAD的开发与工程应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 前言
    1.1 选题依据及研究意义
        1.1.1 选题依据
    1.2 国内外研究历史及现状
        1.2.1 边坡计算方法与搜索算法研究历史及现状
        1.2.2 优化设计研究历史及现状
    1.3 论文研究内容、研究思路、技术路线及预期目标
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究思路和技术路线
        1.3.3 预期目标
第2章 边坡稳定性计算
    2.1 初始滑面的生成
        2.1.1 圆弧、组合滑面的生成方法
        2.1.2 组合滑面的数学模型
        2.1.3 组合滑面的构造步骤
        2.1.4 组合滑面的几种特殊情况处理方法
    2.2 边坡稳定计算
        2.2.1 传递系数法介绍及其适用条件
        2.2.2 Morgenstern-Price法与Spencer法的改进
第3章 边坡滑动面搜索算法
    3.1 穷举法
    3.2 退火遗传算法
        3.2.1 退火遗传算法搜索滑面基本原理
        3.2.2 退火遗传算法及其实现
        3.2.3 两种搜索方法计算比较结果
第4章 边坡稳定性程序后处理
    4.1 边坡稳定性可靠度计算原理分析
        4.1.1 基本原理
        4.1.2 计算实例
    4.2 等值线生成算法
        4.2.1 Delaunay三角形网格化
        4.2.2 等值线追踪方案设计
    4.3 云图生成算法
        4.3.1 点位置计算
        4.3.2 安全系数插值
        4.3.3 颜色函数设置与轮廓线追踪
        4.3.4 云图效果
第5章 抗滑桩优化设计
    5.1 ANSYS软件及其相应的APDL语言介绍
    5.2 ANSYS优化设计的基本原理
    5.3 抗滑桩优化设计过程
        5.3.1 ANSYS在锚索桩结构优化设计中的核心技术以及解决方案
        5.3.2 模型的建立
        5.3.3 优化参数的确定
        5.3.4 数据输入与数据输出
    5.4 本章小结
第6章 工程实例运用
    6.1 桐子林滑坡工程概况
        6.1.1 滑坡整体概况
        6.1.2 气象
        6.1.3 水文
        6.1.4 水文地质条件
        6.1.5 地质概况
    6.2 桐子林滑坡的极限平衡稳定性及治理分析
        6.2.1 计算工况
        6.2.2 计算参数选取
        6.2.3 计算与工程措施
第7章 结论与展望
    7.1 本文的主要成果
    7.2 展望
致谢
参考文献

(10)基于VxWorks的3D图形组件的设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 3D计算机图形学
    1.3 嵌入式系统简介
        1.3.1 发展与历史
        1.3.2 VxWorks操作系统简介
    1.4 研究内容
    1.5 本文组织结构
第2章 基本图形学算法基础
    2.1 引言
    2.2 直线绘制算法
    2.3 区域填充算法
        2.3.1 扫描线多边形填充算法
        2.3.2 边填充算法
    2.4 裁剪
        2.4.1 多边形裁剪
        2.4.2 三维裁剪
    2.5 坐标变换
        2.5.1 坐标系
        2.5.2 几何变换
        2.5.3 投影变换
        2.5.4 视口变换
    2.6 小结
第3章 真实感图形算法研究
    3.1 消隐
        3.1.1 消隐分类
        3.1.2 消除隐藏线
        3.1.3 消除隐藏面
    3.2 简单光照模型
        3.2.1 材质
        3.2.2 光源类型
        3.2.3 Phong光照模型
        3.2.4 Gouraud渲染
    3.3 纹理概述
        3.3.1 纹理坐标
        3.3.2 纹理映射
        3.3.3 反走样
第4章 OpenGL研究
    4.1 OpenGL简介
    4.2 OpenGL的基本功能
    4.3 OpenGL的函数名及数据类型
    4.4 OpenGL API简介
    4.5 OpenGL ES简介
第5章 3D图形组件的设计与实现
    5.1 开发平台及工具
        5.1.1 VxWorks集成开发环境──Tornado
        5.1.2 WindML体系结构
    5.2 设计过程
    5.3 算法测试
第6章 总结与展望
参考文献
论文发表情况
致谢
附录

四、扫描线消隐算法中Z值求法的改进(论文参考文献)

  • [1]文物三维模型特征线提取及外表面和断裂面标识研究[D]. 雒赬. 西北大学, 2014(09)
  • [2]结构数字化建模与算法[D]. 秦强. 北京理工大学, 2014(04)
  • [3]计算机图形学中的三维图形技术在飞行器实时显示上的应用[D]. 张亮. 厦门大学, 2014(08)
  • [4]船舶CAE前后处理系统研制[D]. 金建海. 江南大学, 2012(07)
  • [5]基于离散建模的三轴数控铣削加工仿真算法研究[D]. 李军. 大连交通大学, 2009(04)
  • [6]基于立体视觉的运动刚体位姿测量方法研究[D]. 杨卫. 哈尔滨工业大学, 2009(S2)
  • [7]基于分形维数的计算机生成图像检测技术研究[D]. 姚丹红. 上海交通大学, 2009(08)
  • [8]基于嵌入式系统的3D图形渲染器的设计及关键技术实现[D]. 陈刚. 西安电子科技大学, 2008(07)
  • [9]边坡稳定性分析及治理软件Slide CAD的开发与工程应用[D]. 王珣. 成都理工大学, 2007(06)
  • [10]基于VxWorks的3D图形组件的设计[D]. 叶章文. 西北工业大学, 2007(06)

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扫描线消隐算法中Z值计算方法的改进
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