3D离散数据四面体快速生成算法研究

3D离散数据四面体快速生成算法研究

一、3维离散数据四面体快速生成算法研究(论文文献综述)

周中元[1](2020)在《基于电子海图三维态势显示设计与实现》文中研究指明随着科学技术的进步,军事和民用方面需求的日益增长,海洋资源的开发利用成为了各国竞争的焦点。导航信息是船舶航行及海洋开发作业顺利完成的重要支撑和保障。电子海图能够实时动态显示基于海图背景的导航信息并能辅助航海人员高效的完成各类作业任务,相关技术得到了广泛应用。然而当前电子海图仅能提供基本的二维航行信息,对于三维海底地形及海洋环境等信息不能够形象地描述,依然需要航海人员人为处理各种设备所接收的诸多数据。这样不仅不能实现对整体情况的有效分析把握,同时降低了航海作业实现效率。因此如何在二维电子海图的基础上,实现本船态势信息显示的同时实现海底地形及海洋环境信息的三维显示,使航海人员运用视觉方式找出规律以及隐藏的内在现象,更好的支撑航海人员进行决策,成为当前众多学者研究的重点。本文主要研究了基于电子海图的海底地形及海洋环境温度场信息三维显示系统的设计与实现。首先,综述了电子海图、海洋平台及软件、海洋环境数据可视化在国内外发展现状。针对当前实际应用中的问题,提出本文的研究问题与思路。针对论文中涉及到的电子海图基础知识进行简单介绍,主要包括电子海图基本概念及相关坐标系、地形可视化高程模型分类以及三维可视化方法。其次,基于电子海图数据进行地形三维可视化研究。研究主要从三维地形模型实现流程进行分析,其中包括S-57格式电子海图数据获取以及高程模型网格化建立,详细分析了高程数据模型内插方法,并针对单一插值算法应用时的缺陷,提出一种移动曲面拟合与反距离加权平均混合插值的改进方案,设计了仿真验证。再次,对光线投射算法进行分析,针对温度场数据量较大情况下采用传统三线性插值导致重采样过程效率低下的缺点,提出一种利用空间几何中的性质,向量向外延伸确定采样点的方法,实现计算的简化。同时针对图像合成提出变步长采样的方式,实现对采样效率的进一步优化。设计仿真实验方案对改进后算法进行仿真验证。最后,基于S-57电子海图数据,在VS2010及Open GL开发环境中设计实现了海底地形与海洋环境温度场三维可视化融合显示系统软件。系统整体目标是基于电子海图数据基础上实现本船态势信息、三维地形信息、海洋温度场的融合显示。

王润芝[2](2019)在《多维一体化粮库GIS系统的研究与实现》文中认为粮食作为国家的重要战略物资,其仓储保管一直是重要的研究课题,特别是信息化时代的到来,储粮管理信息化已经成为了发展趋势。但是,目前我国传统的粮食储藏管理多是依靠人工,由于粮食仓储管理信息化还不够完善,获得的数据不够直观全面,粮情信息可视化不够理想。针对该问题,本文将地理信息系统与粮食储藏技术相结合,通过分析地物地貌的建模方法,探讨粮温数据的特点和可视化表达方式,深入研究基于网格划分Delaunay四面体的Kriging插值算法,建立了多维一体化粮库GIS管理系统,解决了储粮过程中粮食内部温度多维可视化问题。主要完成内容如下:(1)实现了储粮库区实体场景的快速加载。对库区实体的物理特点和地物的建模方法分析,构建了粮食库区三维场景模型,通过对库区场景模型的优化,实现了粮食库区实体模型场景的高效可视化表达,为多维一体化粮库GIS管理系统提供实体场景基础。(2)建立了多维温度粮仓数据的可视化模型。以粮仓多维温度数据作为研究对象,将Kriging插值应用到粮仓内温度的可视化过程,通过利用三维网格划分Delaunay四面体建立约束机制,提高了插值邻域点的搜索速度,保证了插值的效果。实验的结果表明:基于网格约束Delaunay的Kriging插值算法在粮仓温度多维一体化的应用具有一定的可行性。(3)构建了多维一体化粮库GIS管理系统。以GIS理论为基础,通过对数据、模型、功能、平台等进行初步分析,利用库区的模型场景和粮仓多维温度数据模型,构建了多维一体化粮库GIS管理系统,实现了储粮过程中温度实时多维度可视化表达。综上所述,本文将地理信息系统与粮食储藏技术相结合,从库区场景出发,由库区外部的整体实体模型到库区内部储粮仓内的温度场景表达,进行了模型研究和构建,从而实现了多维一体化粮库GIS管理系统,解决了储粮过程中温度实时可视化问题,为粮食仓储保管信息化的研究提供了一定的帮助。

皮成祥[3](2019)在《基于简单笔划的复杂网格曲面建模方法研究》文中认为随着现代工业的迅速发展,在3D打印、游戏、动漫以及产品概念设计等领域,传统的参数化建模软件很难满足用户的需求。随着计算机技术的成熟,特别是平板电脑、电子笔的出现,基于草绘的建模技术受到很多学者的青睐。学者们针对不同应用领域已经开发出了很多基于草绘的建模原型系统,但是这些建模技术主要用于创建规则、简单的曲面模型,对于复杂的自由曲面模型建模是目前基于草绘的建模面临的主要难题之一。这主要表现在,对于复杂的曲面模型,草图表达非常困难、繁琐,从草图生成模型的能力非常有限。本文以基于简单笔划的复杂网格曲面建模方法研究为主要目标,以提高基于草绘的建模效率为目的,对其存在的若干问题展开研究,主要研究内容及成果有以下几个方面:(1)提出一种基于变分插值技术的复杂网格曲面建模方法。该方法首先利用径向基函数插值技术对稀疏的横截面轮廓曲线进行插值,所有插值出的横截面轮廓曲线会构成一张初始曲面,然后利用薄板样条插值技术对初始曲面进行变形使之轮廓与草绘轮廓一致,最终利用隐式曲面网格化技术生成三角网格模型。这不仅简化了复杂曲面的草图表达,并且建模过程非常容易被用户掌握。(2)在径向基函数插值过程中,提出了一种改进的欧式距离计算方法。对于插值曲面在某一坐标轴上受约束点影响过小问题,对这个方向上引入距离函数影响因子,对欧式距离函数进行了改进。(3)对于波纹消失面的创建,提出一种基于圆锥曲线插值技术的复杂网格曲面建模方法。该方法将波纹消失面的横截面轮廓曲线近似为四条首尾相连的圆锥曲线,最终将求解波纹消失面的隐式曲面方程转换为求解圆锥曲线方程。该方法只需要绘制两条笔划就能构建波纹类消失面这类复杂的网格曲面,不仅简化了这类曲面的草图表达,还支持对这类曲面参数驱动变形。(4)提出了一种改进的单位圆滚动追踪算法用于消失线的提取。中心线有一条性质,即中心线上任一点到其两条轮廓线的距离相等,单位圆滚动追踪算法正是利用了这一性质用于提取中心线。本论文对单位圆滚动追踪算法中引入了权重因子,使其可以提取消失线。(5)结合本文方法,开发了一款基于草绘的建模原型系统。该系统不仅集成了本论文提出的两种建模功能,还集成了一些常用的其他建模功能和曲面编辑功能,主要包括:旋转曲面设计、横截面混合曲面设计、旋转混合曲面设计、膨胀曲面设计、基于变分插值的网格曲面设计、基于圆锥曲线插值的网格曲面设计、基于草绘的曲面剪裁、基于草绘的曲面延伸等功能。

赵琰[4](2018)在《地层离散数据三维重构和可视化技术研究与应用》文中认为等值线图又称等量线图,是一种应用广泛的图形。它是以相等数值点的连线表示连续分布且逐渐变化的数量特征,是地质资源信息系统中最基础和常见的数据表示形式。它将数据与图像结合起来,使专业人员能够很好地观察数据变化,直观地看到计算机模拟的结果,是众多领域成果表示的重要图件之一。在地学领域,三维重构及可视化技术使得传统的静态二维图向三维动态虚拟地质环境的表达转变,通过对地层等值线的可视化,可以将地下复杂的真三维地形更直观形象地展现出来,有助于全面细致地了解三维地层结构。建立完善的地层模型,并进行相关的可视化展示,是计算机可视化研究中的重要内容之一。传统地质信息的模拟与表达主要采用平面图方式,利用规则格网及不规则三角网法构建数字高程模型,进而追踪出等值线。但在实际应用中,已有表达方式并没有完全考虑到地质的构造特性。由于地质板块运动等一系列地质运动的影响,使得地层层位发生断裂错位,破坏了地层构造的完整性,从而形成了地质断裂的现象。本课题针对地层可视化的特点,研究和分析了传统地质表达方式的不足,以油区地层数据为研究对象,对地层数据可视化进行了初步原型实现,为随钻地质导向综合决策平台应用奠定基础。论文分析总结了国内外在三维建模可视化、Delaunay三角剖分以及断层数据处理技术方面的研究现状,对地层层面数据属性特点及三维可视化的表达方法进行系统学习,把实现地层等值线图的可视化作为主要研究内容。本文先对无断层约束的地层数据进行了等值线图绘制、渲染等方面的系统化实现,然后分析总结了断层的不同类型及约束三角网建模的性质特点,研究并给出了数据集合的分区方法,实现了带断层的数据集合划分。基于Delaunay三角剖分算法,以几何多边形为雏形,建立了带约束的三角网格模型。利用约束Delaunay三角网的拓扑结构,选用改进的距离反比加权插值算法,有效地解决了断层两侧高程值问题。采用等值线分类追踪方法简化数据存储模式,并结合实际应用要求在VC++与OpenSceneGraph的开发环境下,实现了带断层数据的等值线绘制。通过建立地层属性的映射规则,对等值线图进行了渲染,达到了地层三维可视化的真实效果。

李世林[5](2018)在《三维离散点集形状分析》文中研究指明三维离散点集是三维空间物体表面几何形状的一个离散采样,从三维离散点集推断出物体的表面几何形状并计算出物体形状特征是本课题的主要研究目标。在实现这一目标的过程中,本课题开展了如下3个方面的工作:(1)通过求解三维离散点集最小包围球来进行点集形状的初步分析;(2)针对非均匀的三维离散点集,通过对alpha-shape表面重建算法的研究,设计出一种变α的快速且精确的三维物体表面重建算法;(3)针对大规模点云数据,提出一种保局部极值点的三维物体表面重建算法,并将该成果应用于林业测量中的树冠分析。其中算法设计部分为本课题的研究重点。本课题在理论上的创新是针对非均匀采样点集,提出了可变α的表面重建算法;针对大规模点云数据,提出了保局部极值点的曲面重建算法,有效提高重建的效果和效率。在应用方面的创新是将该算法应用于林业测量中的树冠体积计算,相比于传统的将树冠抽象成单一规则的几何体和采用固定步长的切片法计算树冠体积,新算法的精度大大提高。

陈明晶,方源敏,孔璧[6](2018)在《三维Delaunay三角剖分快速点定位算法》文中研究说明针对影响三维Delaunay三角剖分整体效率的关键因素之一——点定位的速度,该文通过对三维Delaunay三角剖分中的四面体定位算法进行研究,将四面体体积坐标、重心和线段与面的关系三者之间相互结合,并建立合理的数据结构,提出了一种新的点定位算法,该算法定位路径唯一,具有较高的效率,能快速准确地定位到目标四面体,有效减少了点定位的时间,从而提高了三维Delaunay三角剖分的整体效率。实验证明了该算法的正确性和高效性。

陈明晶[7](2017)在《基于离散点的空间复杂实体三维建模》文中研究指明传统的GIS,即二维GIS,一般以平面为定义域,实数空间的子集为数值域,定义域与值域存在唯一的映射关系,由此产生的函数关系决定了传统GIS的二维本质,因此它在信息显示、高级空间分析、对空间复杂实体的处理等方面均存在局限性,这使得二维GIS已经无法满足日益发展的城市规划设计、资源环境管理、生态环境监测与保护、地质探勘测量等诸多国民经济领域的需求,为了克服其局限性,从而更加准确和完整地表达和重现真实的三维空间信息,必须将二维GIS过渡到三维GIS,而三维GIS的核心正是三维建模。在诸多的三维建模算法中,目前又以三维Delaunay三角剖分算法应用最广,原因在于它具备良好的数学理论基础,对网格的局部控制能力强,网格单元自动趋向于正四面体等优良特性,这些特性保证了其所生成的网格能够更好地逼近于实体边界,重现原始模型的尖锐特征,非常适用于空间复杂实体的三维建模,但由于三维空间的复杂性,该算法仍需作进一步的研究与改进。同时,随着测绘技术的快速发展,数据采集的精度得到了普遍的提高,甚至出现了精度过剩的现象,而实际的空间分析精度又普遍低于测绘成果,基于这样的情况,本文试图在不影响视觉效果和空间分析精度的前提下,初步探究离散点可移动的建模思想。本文首先对空间离散点的三维Delaunay三角剖分算法进行了研究,基于逐点插入算法的基本思想,针对算法实现过程中的关键环节进行了优化和改进,包括数据预处理、初始四面体网格的建立、点定位及Delaunay空腔的确定、新四面体的生成及拓扑关系的建立等几个方面,提高算法实现过程中各环节的运行效率,从而在保证网格质量的同时,提高三维Delaunay三角剖分的整体效率。而针对离散点可移动的建模算法,首先要明确离散点的“移动”并不是任意的,而是要充分考虑原始模型的特征,确定合适的离散点移动规则,在一定的范围内对离散点的原始点位进行“微调”,离散点移动的幅度,可视实际应用的精度需求而定,在保证不影响视觉效果和空间分析精度的前提条件下,使得移动后的离散点之间的拓扑关系便于确立,然后以离散点移动后的点位进行空间实体建模,最后通过建立模型评价系统对离散点移动前后的建模效果进行比较,以检验该算法的可行性。本文研究的内容如下:(1)研究二维凸包问题,实现不同初始凸包形式的快速凸包算法,对比不同的初始凸包形式对其整体效率的影响;(2)深入研究基于逐点插入算法的三维Delaunay三角剖分,并对其实现过程中的关键环节进行优化和改进,以提高网格质量和算法效率;(3)研究了离散点集数据预处理的问题,使得原本杂乱无章的离散点集,具备局部有序性,提高点定位的效率;(4)研究三维空间中的点定位问题,提高点定位效率,使其能快速准确地定位插入点所在的四面体;(5)对利用空外接球准则确定Delaunay空腔以及提取Delaunay空腔的边界的问题进行研究;(6)初步探究离散点可移动的建模理论,对离散点的移动规则以及离散点的移动算法进行研究;(7)研究了外围轮廓线的生成算法,根据平面上离散点的分布情况生成外围多边形,通过凸包逐步收缩逼近离散点的轮廓;(8)研究了相邻两轮廓线间生成三角网的算法;(9)离散点可移动的建模算法。先将离散点移动到相应的平面上,然后生成外围轮廓线,最后在相邻两条轮廓线之间生成三角网,并对其进行整合形成一个整体。最后通过大量的实验对本文所提出的算法进行了测试,并较为详细地分析了实验结果,取得了一些具有一定指导意义的结论。实验表明,本文所研究的改进的三维Delaunay三角剖分算法和离散点可移动的建模算法是正确、可行的。

李程[8](2015)在《基于Delaunay四面体剖分的面绘制算法研究》文中提出目前图形图像的三维重建技术得到了国内外地质、医疗等领域的广泛关注。在医疗领域中,通过对人体的器官或组织进行三维重建,能够更加直观、准确地描绘出对象的三维结构,对医生观察病人的病变体以及其他信息有很大的帮助,也有利于医生分析病人的病情,提高医疗诊断的准确性。在地质勘探领域中,对不同的地质对象进行三维重建,有助于研究人员对地质对象进行更好地观察与分析,提高地质勘探人员的作业效率。因此对三维重建技术进行研究是非常有意义的。三维重建技术分为面绘制和体绘制两大类,本文研究了三维重建方法中的面绘制算法。面绘制算法具有原理简单,易于实现等优点,同时面绘制算法的效率也要优于体绘制算法。同时,利用面绘制算法得到的结果还可用于其他科学处理,比如复杂曲面表面积估算,所以该类算法在相关领域得到了广泛应用。Marching Cubes (MC)方法是经典的面绘制方法之一,该算法原理简单,易于实现,但是在进行等值面提取时会出现拓扑二义性问题。Marching Tetrahedral (MT)是在Marching Cubes算法基础上发展起来的一种改进算法,该算法首先将MC算法中的立方体体素进行四面体剖分,然后在各个四面体中进行等值面提取。由于位于四面体中的等值面本身不具有二义性,所以该算法能够很自然地解决MC方法中的拓扑二义性问题;但该算法在进行四面体剖分时存在多种剖分方式,不同的剖分方式可能产生不同的结果,因此该算法存在剖分二义性。另外,传统的面绘制算法难以处理非规则立方体数据,在实际应用中,又常常会遇到不规则的立方体数据。针对上述问题,本文对面绘制算法进行了改进,具体思路是首先通过Delaunay四面体剖分算法对立方体体素进行剖分,然后从得到的四面体中进行等值面提取,最后再使用OPENGL工具绘制出相应的图像。利用该改进算法可以很好地解决MT算法中的剖分二义性问题,还可以对不规则的立方体数据进行处理,弥补了传统面绘制算法不能处理非规则立方体数据的不足。另外Delaunay四面体剖分还能够减少等值面中狭长三角形的出现,因此该改进算法在一定程度上能够提高抽取等值面的质量。

刘鹤丹[9](2015)在《科学计算可视化中三维等值曲面构建方法研究》文中指出在工程科学计算领域中,基于数值计算的模型通常会得到规模庞大的数据集合,为了利用图形、图像完整准确地表达数据集合的特征、揭示其内涵,计算可视化已成为当前科学研究及工程研发过程中不可或缺的技术手段。实际工程应用中,复杂产品设计集成了各学科领域的多种异构软件的计算分析过程,与之相关的科学计算可视化则需针对多个计算状态进行异构数据集合的处理,通常包括有限元计算结果以及测量、扫描设备所提供的数据点集的可视化。科学计算可视化重点在于三维数据集合的可视化,换而言之,以三维等值曲面构建技术为核心针对不同种类的数据集合提供不同的解决方案。传统的三维等值曲面构建方法中,若干数据点集合来源于有限元计算结果,不仅可能产生二义性问题,而且高阶单元或加密单元的剖分方式亦可能产生错误的结果;如果数据来源于离散数据集合,则如何保证复杂自由曲面之间的连续性是需要克服的重要问题之一。本文以复杂产品设计中的计算可视化过程为研究背景,分别探讨了有限元计算结果及离散数据集合这两种类型数据的特点,以“计算——构建——存储——优化”为研究思路、以快速有效地生成三维曲面为目标,深入剖析了四面体及六面体两种单元的数据分布特征,研究了离散数据的复杂曲面构建问题。提出了一系列适用于常用单元(8节点一阶六面体单元、10节点二阶四面体单元、20节点二阶六面体单元)的等值曲面构建技术、以及面向离散数据集合的复杂曲面拼接技术。这些技术解决了常用单元中由各类二义性引起的计算冗余代价问题,并实现了针对离散数据集合的复杂曲面间具有近似几何连续性的拼接。具体而言,本文主要完成了如下工作:(1)提出基于对角面辅助点的等值曲面构建方法。利用常用单元插值函数计算等值点与关键特征点等几何量。结合梯度的概念及几何意义进行等值点追踪,对角面辅助点用于避免结果的不确定性,通过调整步长、合并阈值的方式来控制等值面精度及面片数目。解决了以一阶六面体单元为基础的三维等值曲面构建问题。(2)基于特征关键点及压缩索引策略建立基于二阶单元的等值曲面构建方法。简化了常用二阶单元的表面及棱边的插值函数,提出几何元素关系矩阵,通过添加特征关键点避免了二义性,解决了同一单元中存在回转面的问题,将三角化过程植入关键点抽取中,计算关键点同时直接生成面片,并提出优化修复策略以满足图形精度要求。分析了所抽取特征等值点的几何位置及其相互之间的逻辑关系,设计了三角面片的压缩索引结构以及与之相应的存储、分裂及优化策略,实现了降低存储及计算代价的目的。(3)面向三角Bernstein-Bezier曲面,提出具有近似几何连续性的拼接方法。深入地分析研究了自由曲面几何连续性的定义及三角Bernstein-Bezier曲面的性质,仅仅调整已有控制点来修改已有曲面,即实现了具有近似G0、G1连续的拼接。该方法不受曲面阶次、数目及拼接位置等因素的约束,保证了视觉效果,而且无需在拼接过程中进行升阶等复杂操作。(4)最后,针对可视化前处理过程中的数据异构问题,提出了解决方案并实现了异构数据文档的智能分析,设计开发了具有人机交互界面的可视化系统。建立了以参数解析为基础多种计算软件的集成平台,实现了异构数据文件间的交互及访问,并在人机智能界面中提供了多种可自由定制类型的数据输入输出操作,以及数据结果的可视化功能。

李昌领[10](2014)在《复杂地层体三维建模算法研究》文中研究说明三维地层建模算法作为3D GIS和数字矿山的关键组成部分,对煤矿生产、安全、管理、决策有着至关重要的促进作用,已成为研究热点。基于面元模型的算法不能很好地表达地层体的三维实体性。基于体元模型的建模算法中,由于单个体元只能表示一种地质体,也不允许有断层穿越,当对包含断层、透镜体、侵入体、尖灭、褶皱等特殊地质体的地层体建模时,要么会导致建模结果的错误(当没有考虑边界约束条件时),要么会大大降低算法的自动化建模水平(当考虑边界约束条件时,必须人工交互式地加入大量约束数据),抑制了算法在煤矿应用的深度和广度。另外,很多算法都对特殊地质体独立建模,没有考虑与地层母体模型的无缝融合。论文借鉴面元模型和体元模型的建模方法,把煤矿地层(煤层)三维实体建模问题作为研究对象,以高度自动化的建模过程为目标,以体元模型为核心,突出地层体的实体性本质,强调集成和无缝融合的建模理念,对复杂地层体三维实体建模问题进行了创新性研究。(1)针对单个广义三棱柱体元不能包含两种或两种以上地质体、不能被断层面穿越的问题,提出了能够突破这些问题的体元模型──“虚拟广义三棱柱体元模型”。在此基础上给出了一种能够恰当表达复杂地层体的三维层次结构模型──“虚拟广义三棱柱-多面体-四面体”模型,较好地解决了复杂地层体中各特殊地质体的建模和无缝融合问题。(2)快速合理地构建地层面三角网、断层面三角网是复杂地层体三维建模基础,通过引入三角网格模板、规则虚拟钻孔概念和提出基于多边形分区思想的含断层地层面的等高线高程插值算法和离散点高程插值算法,给出了构建连续地层面三角网、含断层(正断层、逆断层、多断层)地层面三角网和断层面三角网的完整解决方案。构建出的三角网格具有结构化的特点,为生成虚拟广义三棱柱体元提供了极大的便利。(3)采用分而治之的思想,基于规则块体网格和四叉树结构,提出了两种实用的建模区地层体空间分块方法,降低了大面积多断层区域三维建模的难度和复杂性,提高了建模结果的合理性、准确性。给出了各子块体三维层次结构模型集成时无缝融合的思路。(4)分别提出了表达单断层地层体、复杂多断层地层体、含透镜体/侵入体地层体、尖灭地层体和含褶皱地层体的三维层次结构模型,给出了各类模型的建模算法。算法最大限度地减少了用户手工干预工作量,以便有更高的自动化水平。(5)多面体的四面体变换过程是三维层次结构模型的最基本要求,因而多面体的四面体变换问题在论文算法研究中具有基础性地位。论文分别从多面体几何特性和三维任意域约束Delaunay四面体化两个角度入手,分析当前典型算法,提出了两种高效的多面体到四面体变换算法。算法已应用于实际煤矿复杂地层体的建模,取得了预期的效果。

二、3维离散数据四面体快速生成算法研究(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、3维离散数据四面体快速生成算法研究(论文提纲范文)

(1)基于电子海图三维态势显示设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电子海图发展及研究现状
        1.2.2 海洋平台及软件研究现状
        1.2.3 海洋环境数据可视化的研究现状
    1.3 研究思路和关键问题
    1.4 论文结构及主要内容
第2章 电子海图三维可视化基础
    2.1 电子海图基础
        2.1.1 电子海图概念介绍
        2.1.2 三维可视化相关坐标系
    2.2 海图高程模型
        2.2.1 规则网格模型
        2.2.2 不规则三角网模型
        2.2.3 等高线模型
        2.2.4 海图高程模型对比
    2.3 三维可视化方法
        2.3.1 面绘制方法基本理论
        2.3.2 体绘制方法基本理论
        2.3.3 三维可视化方法对比
    2.4 本章小结
第3章 电子海图地形三维可视化研究
    3.1 S-57电子海图数据获取
        3.1.1 S-57标准电子海图数据模型
        3.1.2 S-57标准电子海图数据结构
        3.1.3 ISO8211Lib函数封装与解析
        3.1.4 电子海图高程数据获取
    3.2 高程模型网格化建立
    3.3 数字高程模型内插方法研究
        3.3.1 高程数据内插方法分析
        3.3.2 高程数据移动曲面插值
        3.3.3 高程数据移动曲面插值改进
    3.4 高程数据模型仿真实验
        3.4.1 算法仿真实现流程
        3.4.2 高程数据仿真图像对比
        3.4.3 高程数据仿真数据评估
    3.5 本章小结
第4章 海洋环境温度场三维可视化研究
    4.1 概述
    4.2 海洋标量场可视化方法基本流程
    4.3 海洋温度场三维可视化模型
        4.3.1 海洋温度数据类型及采样形式
        4.3.2 海洋温度场散乱数据插值
    4.4 海洋温度场可视化算法
        4.4.1 光线投射算法原理
        4.4.2 光线投射算法基本流程
        4.4.3 数据分类与传输函数
        4.4.4 重采样与插值计算
        4.4.5 图像合成
    4.5 基于光线投射算法的优化
        4.5.1 光线投射算法分析
        4.5.2 光线投射算法改进
    4.6 仿真实验
        4.6.1 重采样过程改进方案改进验证
        4.6.2 图像合成改进验证
    4.7 本章小结
第5章 基于电子海图三维可视化软件设计与实现
    5.1 系统概述
    5.2 开发环境设置
    5.3 软件结构
    5.4 系统功能设计与实现
        5.4.1 系统整体功能
        5.4.2 地形三维可视化实现
        5.4.3 温度场三维可视化实现
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(2)多维一体化粮库GIS系统的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文组织结构
2 多维一体化粮库GIS关键技术理论
    2.1 三维空间建模理论
        2.1.1 空间拓扑关系
        2.1.2 面向对象
    2.2 Kriging插值理论
    2.3 多维一体化GIS概述
        2.3.1 多维一体化GIS定义
        2.3.2 多维一体化GIS技术要点
        2.3.3 GIS多维可视化概述
    2.4 本章小结
3 储粮环境实体模型构建及优化
    3.1 地物地貌建模方法
        3.1.1 自动建模
        3.1.2 手工建模
        3.1.3 交互建模
    3.2 库区实体场景构建
        3.2.1 软件简介
        3.2.2 库区实体模型构建思路
    3.3 模型优化
        3.3.1 集合体优化
        3.3.2 纹理优化
        3.3.3 生成缓存
    3.4 本章小结
4 储粮温度环境可视化模型研究
    4.1 储粮温度环境数据采集及分析
        4.1.1 储粮温度数据获取
        4.1.2 储粮温度数据特点
    4.2 粮仓多维温度数据建模分析
        4.2.1 规则格网建模技术
        4.2.2 不规则格网建模技术
    4.3 粮仓多维温度数据建模优化方法研究
        4.3.1 空间Delaunay四面体在粮仓多维温度数据中的优点分析
        4.3.2 基于网格划分Delaunay三角剖分的插值点定位
        4.3.3 基于插值点定位的优化仿真验证
    4.4 储粮温度环境模型构建表达
        4.4.1 粮堆温度传感器三维分布
        4.4.2 网格划分Delaunay三角网的Kriging插值模型模拟与分析
    4.5 本章小结
5 多维一体化粮库GIS系统的设计与实现
    5.1 系统分析与设计
    5.2 系统总体架构设计
    5.3 系统功能实现
        5.3.1 查询功能
        5.3.2 统计功能
        5.3.3 分析功能
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历及攻读硕士研究生期间主要研究成果

(3)基于简单笔划的复杂网格曲面建模方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 相关研究现状
        1.2.1 基于草绘轮廓线的三维重构
        1.2.2 基于手绘特征的三维建模
        1.2.3 基于草绘的自由曲面建模
    1.3 研究内容与结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 主要创新点
        1.3.3 论文结构
第2章 基于草绘的网格曲面建模相关技术
    2.1 笔划预处理
        2.1.1 重采样
        2.1.2 光顺
    2.2 变分插值技术
        2.2.1 径向基函数插值
        2.2.2 薄板样条插值
    2.3 圆锥曲线
        2.3.1 圆锥曲线的方程建立
        2.3.2 基于特征值-特征向量的齐次线性方程组数值解方法
    2.4 隐式曲面三角网格化
    2.5 本章小结
第3章 基于变分插值的复杂网格曲面建模方法
    3.1 插值截面曲线前处理
        3.1.1 转换草绘截面到三维空间
        3.1.2 横截面曲线归一化
    3.2 横截面曲线插值
    3.3 初始曲面变形
        3.3.1 薄板样条插值函数的建立
        3.3.2 插值映射的约束点求解
        3.3.3 曲面变形
    3.4 有多个横截面曲线的曲面重构
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 实验结果
        3.5.2 时效性与合理性分析
    3.6 本章小结
第4章 基于简单笔划的波纹类消失面网格曲面建模
    4.1 算法概述
    4.2 提取消失线
        4.2.1 消失线的概念
        4.2.2 点到曲线最短距离的计算
        4.2.3 改进的单位圆滚动追踪算法提取消失线
    4.3 横截面的求解
    4.4 构建圆锥曲线
        4.4.1 建立局部标架
        4.4.2 圆锥曲线方程参数设置
    4.5 隐式曲面方程的建立与求解
    4.6 实验结果与分析
        4.6.1 实验结果
        4.6.2 参数对曲面形状的影响
    4.7 本章小结
第5章 基于草绘的网格曲面建模原型系统
    5.1 开发环境与工具
    5.2 模块功能
    5.3 实时交互设计
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(4)地层离散数据三维重构和可视化技术研究与应用(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 研究现状及发展趋势
        1.3.1 三维建模可视化
        1.3.2 Delaunay三角剖分
        1.3.3 带约束Delaunay三角剖分
        1.3.4 等值线生成与平滑
        1.3.5 断层数据处理
    1.4 论文研究思路与关键性问题
        1.4.1 等值线分类追踪
        1.4.2 带约束三角网生成
        1.4.3 非均质带断层的等值线生成
    1.5 论文组织结构
第二章 相关基础
    2.1 地层数据分析与处理
        2.1.1 地层数据来源
        2.1.2 处理流程
    2.2 数字高程模型
        2.2.1 数字高程模型主要特点
    2.3 数字高程模型建模算法
        2.3.1 规则格网模型
        2.3.2 不规则三角网模型
    2.4 空间插值算法
        2.4.1 贝塞尔曲面插值算法
        2.4.2 双三次B样条插值算法
        2.4.3 非均匀有理B样条(NURBS)曲面插值算法
    2.5 OpenSceneGraph可视化图形库
        2.5.1 OpenSceneGraph基本概念
        2.5.2 OpenSceneGraph的发展历程
        2.5.3 OpenSceneGraph优势
    2.6 本章小结
第三章 地层等值线绘制方法研究
    3.1 不规则三角网模型
        3.1.1 三角网生长法
        3.1.2 分治算法
        3.1.3 逐点插入算法
    3.2 基本数据结构
    3.3 地层层面重构
    3.4 等值点计算方法
    3.5 等值线分类追踪算法
    3.6 等值线平滑算法
        3.6.1 抛物样条插值插值原理
        3.6.2 加权合成基本思想
    3.7 等值线填充算法
        3.7.1 GLSL着色语言
        3.7.2 颜色映射
    3.8 本章小结
第四章 非均质带断层的等值线生成算法研究
    4.1 断层
        4.1.1 断层相关要素
        4.1.2 断层分类
    4.2 约束Delaunay三角网
        4.2.1 约束三角网概念及性质
        4.2.2 地层数据分区
        4.2.3 断层数据三角化
        4.2.4 影响多边形三角剖分
    4.3 断层等值线生成算法
        4.3.1 趋势面插值算法
        4.3.2 距离反比加权插值算法
        4.3.3 等值线追踪
        4.3.4 实验及分析
    4.4 本章小结
第五章 原型实现
    5.1 原型设计
    5.2 原型实现
        5.2.1 无约束地层可视化模块
        5.2.2 非均质带断层地层可视化模块
    5.3 本章小结
总结
    总结
    收获
    不足与今后工作
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢

(5)三维离散点集形状分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三维离散点集最小包围球计算
        1.2.2 三维离散点集表面重建
        1.2.3 三维离散点集体积计算
    1.3 主要研究内容及论文组织结构
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 论文组织结构
2 三维离散点集的最小包围球
    2.1 引言
    2.2 三维离散点集的最小包围球及其性质
        2.2.1 最小包围球定义
        2.2.2 最小包围球的性质及其证明
    2.3 随机增量算法及其改进算法
        2.3.1 随机增量算法
        2.3.2 较大初始最小包围球的随机增量算法
    2.4 最远点依次选取算法及其改进
        2.4.1 最远点依次选取算法
        2.4.2 基于较远点组最远点依次选取算法
    2.5 随机点组-重算最远点算法
        2.5.1 算法介绍
        2.5.2 算法正确性的证明
    2.6 实验结果分析与比较
        2.6.1 实验环境介绍
        2.6.2 实验比较
    2.7 本章小结
3 三维离散点集表面重建算法
    3.1 引言
    3.2 三维离散点集的alpha形状
    3.3 alpha-shape算法与分析
        3.3.1 算法流程
        3.3.2 算法正确性及效率分析
        3.3.3 算法效果分析
    3.4 变步长的alpha-shape算法
        3.4.1 算法流程
        3.4.2 两种算法效果比较
    3.5 实验验证
        3.5.1 随机点集的生成
        3.5.2 参数的确定
        3.5.3 实验结果
        3.5.4 结果分析
    3.6 小结
4 保局部极值特征的三维离散点集表面重建及其应用
    4.1 引言
    4.2 保局部极值特征的三维离散点集表面重建算法
        4.2.1 等间距和不等间距切片效果比较
        4.2.2 不等间距切片法极值点选取策略
        4.2.3 点云数据分割策略
        4.2.4 横截面边界点的确定
        4.2.5 贝塞尔曲线拟合以及边界点重采样
        4.2.6 分层表面重建
        4.2.7 算法介绍
    4.3 实验验证
        4.3.1 实验数据及实验环境
        4.3.2 实验参数的确定
        4.3.3 实验结果
        4.3.4 结果分析
    4.4 LECS算法在林业信息测量中的应用
        4.4.1 树冠体积的计算
        4.4.2 实验计算
        4.4.3 体积计算结果与分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢

(6)三维Delaunay三角剖分快速点定位算法(论文提纲范文)

0 引言
1 算法的数据结构
2 算法的关键技术
    2.1 四面体体积
    2.2 面法向量的确定
    2.3 点与四面体的关系
    2.4 线段与面的关系和点与三角形的关系
3 算法思想与流程
4 实验分析
5 结束语

(7)基于离散点的空间复杂实体三维建模(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要工作和研究内容
    1.4 本章小结
第二章 Delaunay三角剖分
    2.1 引言
    2.2 凸包的相关概念
        2.2.1 凸包的定义
        2.2.2 凸包的生成算法
    2.3 Voronoi图
        2.3.1 欧氏距离定义Voronoi图
        2.3.2 半空间定义Voronoi图
        2.3.3 Voronoi图的特点
    2.4 Delaunay三角剖分
        2.4.1 n维单纯形
        2.4.2 三角剖分
        2.4.3 Delaunay三角剖分
    2.5 Delaunay三角剖分的特性
        2.5.1 最大最小角(二维)
        2.5.2 局部优化与整体优化
        2.5.3 Delaunay空腔与局部重连
    2.6 经典的Delaunay三角剖分算法
        2.6.1 生长算法
        2.6.2 逐点插入算法
        2.6.3 分割合并算法
        2.6.4 方法综述
    2.7 本章小结
第三章 基于逐点插入算法的改进三维Delaunay三角剖分
    3.1 引言
    3.2 算法的基本思想与实现
    3.3 数据结构
    3.4 数据预处理
    3.5 初始四面体网格的建立
    3.6 点定位及Delaunay空腔的确定
        3.6.1 点定位
        3.6.2 Delaunay空腔的确定
    3.7 新四面体的生成与拓扑关系的建立
    3.8 本章小结
第四章 离散点可移动的三维建模
    4.1 引言
    4.2 离散点的移动规则
        4.2.1 沿投影方向移动
        4.2.2 沿法线方向移动
        4.2.3 沿轴向方向移动
    4.3 离散点可移动的建模算法
        4.3.1 算法的实现与流程
        4.3.2 数据结构
        4.3.3 离散点的移动
        4.3.4 各平面外围轮廓线的生成
        4.3.5 三角网生成
    4.4 算法效率分析
    4.5 模型评价指标
    4.6 本章小结
第五章 实验分析
    5.1 引言
    5.2 凸包生成
    5.3 三维Delaunay三角剖分
        5.3.1 网格质量
        5.3.2 时间效率
    5.4 离散点可移动的三维建模
    5.5 建模效果对比
        5.5.1 构成模型的点面数量
        5.5.2 模型的表面积和体积
        5.5.3 模型的重心
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究成果及结论
    6.2 存在问题及展望
致谢
参考文献
附录A

(8)基于Delaunay四面体剖分的面绘制算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究意义
    1.2 国内外发展及研究现状
    1.3 主要内容
    1.4 论文结构
第2章 基于移动立方体面绘制算法
    2.1 面绘制算法概述
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 几种基于体素的面绘制算法
    2.2 移动立方体算法
    2.3 MC算法的二义性问题及相关解决方法
        2.3.1 面二义性
        2.3.2 体二义性
    2.4 实验效果
第3章 基于移动四面体面绘制算法
    3.1 MT算法的原理
    3.2 MT算法的实现
    3.3 MT算法具体实现步骤
    3.4 MT算法中存在的问题
    3.5 实验结果及比较
第4章 基于Delaunay剖分的移动四面体方法
    4.1 Delaunay剖分
        4.1.1 Delaunay三角剖分
        4.1.2 Delaunay四面体剖分
    4.2 基于Delaunay的四面体剖分的面绘制算法
    4.3 实验结果
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果

(9)科学计算可视化中三维等值曲面构建方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源、研究背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状及存在问题
        1.2.1 科学计算可视化
        1.2.2 针对有限元计算数据集合的可视化技术研究现状
        1.2.3 基于样条曲面的离散数据集合可视化技术研究现状
        1.2.4 研究现状总结及在复杂产品设计应用中存在的主要问题
    1.3 本文工作
        1.3.1 本文特色及先进性
        1.3.2 本文研究内容
第2章 基于对角面辅助点的一阶六面体单元的等值曲面构建
    2.1 研究目的
    2.2 一阶六面体单元性质及特征
        2.2.1 单元内部标量场分布特征
        2.2.2 经典等值曲面构建方法及分析
    2.3 基于对角面辅助点的等值曲面构建方法
        2.3.1 算法概述
        2.3.2 对角面辅助等值点抽取
        2.3.3 提取、合并三角面片
    2.4 实验示例与结果分析
        2.4.1 等值点提取
        2.4.2 曲面构建
        2.4.3 应用与实例
    2.5 本章小结
第3章 基于特征关键点的10节点二阶四面体单元的等值曲面构建
    3.1 研究目的
    3.2 二阶四面体单元性质及特征
        3.2.1 几何结构
        3.2.2 插值函数
    3.3 基于特征关键点的等值曲面构建方法
        3.3.1 方法概述
        3.3.2 等值点的抽取
        3.3.3 构建曲面的子面片生成
    3.4 实验示例与结果分析
        3.4.1 关键点效果
        3.4.2 克服不确定性
        3.4.3 与剖分后MT方法对比分析
        3.4.4 全局坐标系中的实际效果与代价
    3.5 本章小结
第4章 基于压缩索引结构的20节点二阶六面体单元的等值曲面构建
    4.1 研究目的
    4.2 二阶六面体单元几何结构及等参插值函数
    4.3 基于压缩索引结构的等值曲面构建方法
        4.3.1 方法概述
        4.3.2 关键点计算提取
        4.3.3 压缩索引结构
        4.3.4 基于索引的面片生成及优化策略
    4.4 实验示例与结果分析
        4.4.1 单元内关键点效果
        4.4.2 克服不确定性
        4.4.3 剖分后MC算法对比分析
        4.4.4 全局坐标系中的实际效果与代价
    4.5 本章小结
第5章 三角Bernstein-Bezier曲面之间的近似几何连续快速拼接
    5.1 研究目的
    5.2 三角Bernstein-Bezier曲面相关理论
        5.2.1 数学表达形式
        5.2.2 de Casteljau算法
        5.2.3 离散数据的插值曲面
        5.2.4 几何连续性定义及拼接条件
    5.3 近似G~0光滑拼接
        5.3.1 定义与拼接基本条件
        5.3.2 拼接方法
    5.4 近似G~1光滑拼接
        5.4.1 定义
        5.4.2 理论推导
        5.4.3 连续相容性问题处理
    5.5 实验示例与结果分析
        5.5.1 简单拼接
        5.5.2 复杂拼接
    5.6 本章小结
第6章 科学计算可视化在复杂航空航天设备设计中的应用
    6.1 科学计算可视化系统总体设计
    6.2 详细模块介绍
        6.2.1 参数解析
        6.2.2 智能界面接口
        6.2.3 计算软件集成
        6.2.4 可视化功能实现
    6.3 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表及录用的论文
攻读博士学位期间参与的其他科研工作
作者简历

(10)复杂地层体三维建模算法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
目录
图清单
表清单
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 复杂地层体三维建模算法研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 主要研究内容
    1.5 研究方法和技术路线
2 地层体三维模型研究
    2.1 地质构造基本概念
    2.2 三维空间数据模型概述
    2.3 复杂地层体的三维模型提出
    2.4 本章小结
3 复杂地层体三维建模总体算法
    3.1 总体算法框架
    3.2 总体算法基础
    3.3 地层体空间分块
    3.4 子块体模型无缝融合
    3.5 总体算法流程
    3.6 本章小结
4 单断层地层体三维建模算法
    4.1 基本概念
    4.2 断层体中典型VGTP体元
    4.3 单断层地层体真三维层次结构模型
    4.4 建模算法
    4.5 应用实例
    4.6 本意小结
5 复杂断层地层体三维建模算法
    5.1 无相交关系多断层地层体建模方法
    5.2 T型断层地层体建模算法
    5.3 十字型断层地层体建模算法
    5.4 网络型多断层地层体建模算法
    5.5 应用实例
    5.6 本意小结
6 含透镜体/侵入体的地层体三维建模算法
    6.1 典型VGTP体元
    6.2 含透镜体/侵入体的地层体三维层次结构模型
    6.3 建模算法
    6.4 应用实例
    6.5 本意小结
7 含尖灭、褶皱的地层体三维建模算法
    7.1 含尖灭地层体建模算法
    7.2 含褶皱地层体无缝融合建模算法
    7.3 本意小结
8 多面体到四面体的变换算法研究
    8.1 多面体到四面体的变换算法概述
    8.2 任意多面体剖分成四面体的改进算法
    8.3 含内孔多面体的约束Delaunay四面体剖分算法
    8.4 本章小结
9 算法应用实例
    9.1 建模区概况
    9.2 建模数据来源
    9.3 建模区范围
    9.4 地层体三维建模
10 结论与展望
    10.1 主要研究成果和结论
    10.2 主要创新点
    10.3 未来工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、3维离散数据四面体快速生成算法研究(论文参考文献)

  • [1]基于电子海图三维态势显示设计与实现[D]. 周中元. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
  • [2]多维一体化粮库GIS系统的研究与实现[D]. 王润芝. 河南工业大学, 2019(02)
  • [3]基于简单笔划的复杂网格曲面建模方法研究[D]. 皮成祥. 华侨大学, 2019(01)
  • [4]地层离散数据三维重构和可视化技术研究与应用[D]. 赵琰. 中国石油大学(华东), 2018(07)
  • [5]三维离散点集形状分析[D]. 李世林. 北京林业大学, 2018(04)
  • [6]三维Delaunay三角剖分快速点定位算法[J]. 陈明晶,方源敏,孔璧. 测绘科学, 2018(06)
  • [7]基于离散点的空间复杂实体三维建模[D]. 陈明晶. 昆明理工大学, 2017(01)
  • [8]基于Delaunay四面体剖分的面绘制算法研究[D]. 李程. 成都理工大学, 2015(04)
  • [9]科学计算可视化中三维等值曲面构建方法研究[D]. 刘鹤丹. 东北大学, 2015(07)
  • [10]复杂地层体三维建模算法研究[D]. 李昌领. 中国矿业大学, 2014(04)

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3D离散数据四面体快速生成算法研究
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