面向 Web 的建筑三维模型可视化方法研究

针对当前工业基础类(IFC)标准文件与 WebGL 框架集成方案存在模型语义完整性差及数据互操 性弱等问题,提出一套建筑信息模型(BIM)数据网络可视化实施方案。该方案以 IFC 标准文件作为输入数据源, 首先对 BIM 模型进行重构,并提出基于 IFC 结构树的构件实例层次拆分策略将原始 IFC 文件实施数模分离; 然后,将重构后的 IFC 模型文件向 glTF 格式文件进行转换,并在转换过程中完成几何空间和语义属性的双重 关系映射;最后,提出基于层次包围体(BVH)结构的 BS-AB 场景构件可视性检测算法对建筑构件进行可见性剔 除。实验结果表明：该方法能够显著减少 BIM 模型数据冗余,且高效完成了对复杂 BIM 场景不可见构件的剔 除工作,降低了渲染管线的开销,为基于 IFC 标准与 WebGL 框架集成方案的 BIM 模型数据网络可视化提供了 一种可行的参考方案。     

基于MAYA和Unity3D的在线定制鞋系统

针对传统制鞋企业无法满足个性化需求的问题,结合虚拟现实技术的交互性等特点,设计了基于MAYA和Unity3D在线定制鞋系统.首先采用MAYA建模软件中多边形与细分建模相结合的技术进行三维鞋建模;然后基于Unity3D引擎,采用Shader渲染技术实现打包纹理贴图并结合C#脚本语言,实现人机交互功能;最后,应用WebGL技术发布至网页,使用户通过浏览器即可进行在线三维定制鞋的设计及浏览.该系统可以实现用户在网页上个性化定制属于自己的鞋,满足人们个性化定制的理念,对制鞋企业的发展会产生很大的推动力.     

基于WebGL的全景技术智慧旅游系统

针对目前国内的全景漫游技术兼容性和实现效率差等问题,提出了一种基于WebGL的全景技术,免除安装渲染插件的步骤,系统更轻量,计算机资源占用率低.采取无人机航拍与地面全景云台架设相机拍摄相结合的方法收集数据;按照尺度不变特征转换的方式完成图片的拼接;结合WebGL技术和具体的HTML5框架添加场景和制作热点数据,上传至服务器端完成发布.该技术成功应用于桂平市智慧旅游建设项目当中,实现了景区的全景虚拟漫游系统.通过该系统,用户可在线虚拟游览欣赏景区的景点风光,体验全景漫游的沉浸感和逼真性.     

面向应急救援的多源数据融合技术

地震灾害发生后,为实现生命体的快速发现和科学救援,需要多源数据的辅助支撑.遥感数据、现场环境数据、危险设施分布数据、生命体征数据、生命探测设备运行状态数据以及历史数据,共同构成了应急救援场景下的多源异构数据集.本文面向应急救援领域的数据统一监管、多维分析等应用需求,深入研究多源异构数据的三维空间融合分析技术,提出了一种基于WebGL渲染技术的无插件三维空间融合方案,研制应急救援数据融合可视化系统,实现统一时空框架下应急救援场景所需多源异构数据的融合表达,辅助作业人员进行联动态势分析,帮助指挥人员进行指挥决策,大幅提高应急救援现场应用的工作时效.     

面向浏览器的医学影像可视化系统

目的 当前各大商业公司和开源社区所提供的医学影像可视化系统依赖于各类平台以及与平台相关的插件,难以实现跨平台访问.为此提出并实现了基于HTML5的面向现代浏览器的医学影像可视化系统.方法 基于B/S(browers/server)模式进行系统整体架构与设计,设计自定义的传输协议提供各种定制的图像可视化服务.对于2维影像,采用HTML的canvas技术和WebGL技术进行浏览器端硬件加速.对于3维医学影像,采用前后端异步操作的策略以提供渐进式可视化.算法构造原始数据的多分辨率采样,并在用户交互过程中实现自适应可视化.结果 在不同的浏览器、多组临床医学影像肝脏数据上测试了系统,表明系统支持跨浏览器的可视化.测试2维和3维可视化的结果表明,系统支持2维影像的实时可视化(25帧/s),支持3维影像的交互可视化.对于512×512×154的医学体数据,低精度绘制模式的可视化效率可以达到60帧/s,高精度绘制模式的可视化效率可达到 1帧/s 的绘制效率.结论 本文面向浏览器的医学影像可视化系统利用当下新兴的WEB技术实现了跨浏览器、跨平台地对用户提供服务,为远程及移动医疗影像可视化系统提供了机会.     

基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术研究

针对现有3D WebGIS系统矢量数据三维可视化在渲染速度与渲染效果方面存在明显不足的问题,利用新一代Web三维绘图标准WebGL的优势,研究了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术,提出了在水平方向与垂直方向上进行矢量数据渲染优化的方法,并在此基础上开发了基于WebGL的矢量数据三维渲染原型系统,对渲染方法与渲染效果进行了验证,证明了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染方法的可行性与有效性。     

三维标注在Web环境下的显示浏览方法研究

目前,三维CAD模型的Web显示技术摆脱了软件安装,使得设计人员可以随时随地进行协同作业,提高了产品研发效率。三维CAD模型在实现Web显示之前,要对原始格式的模型数据进行轻量化处理,得到包含与显示有关的三角网格信息,但却丢失了模型关联的产品尺寸、公差、粗糙度等三维标注信息。为了解决CAD模型在Web显示中三维标注的丢失问题,提出一种Web环境下的模型翻转、旋转过程中的三维标注显示浏览方法,首先通过分析各类型三维信息标注,提取并封装三维标注对象集合为JSON文件,然后通过WebGL技术实现三维标注在Web环境下的信息重构,最后利用标注对象的实时变换矩阵来保证模型位姿变换过程中三维标注实时显示的正确性。以UG平台下的三维标注为例,实验应用结果表明,该方法可以很好地实现三维标注的Web显示。当模型位姿发生变化时,三维标注得以实时正确显示,满足预期要求。     

穿脉数据约束下的金属矿体三维建模

针对金属矿山三维建模数据量较小难以精确还原矿体表面模型的问题,提出了一种穿脉数据约束下的三维矿体表面建模方法。通过分析钻孔数据缺失矿体的数据特征,以矿山工程图中穿脉图与矿体轮廓图为源数据,利用穿脉数据对矿体轮廓线进行约束;在讨论穿脉数据与矿体轮廓线匹配问题的基础上,提出了以穿脉上见矿点与轮廓线连接的方法以及穿脉数据约束矿体表面建模的约束算法。以内蒙古油篓沟矿区为研究对象进行建模。研究结果表明：在穿脉数据约束下的矿体三维建模可以更好的模拟矿体表面形态、提高建模精度,生产详查报告进行的储量估算与矿体建模插值后计算结果的储量值相差不大,结果较为准确。因此该算法有利于提高矿体储量的估算的精度。     

基于WebGL 的工程制图网络虚拟模型库的开发

以AutoCAD 为建模工具,对工程制图中的组合体进行建模,通过分析其STL 格式 的导出文件,利用WebGL 技术实现了模型数据文件的解析读取、着色器程序的编制和鼠标交互 处理程序的添加,研究开发了运行于浏览器的工程制图模型库。该模型库模型丰富、交互友好, 实现了服务器端一次部署,客户端随处浏览,方便了教师课堂教学,培养了学生的空间想象力, 提高了学习效率,为虚拟模型库的研发提供了思路。     

基于Three.js的机械产品自动装配演示

随着前端展示技术的发展,HTML5和Web GL技术在机械领域的应用正逐渐增多,这为机械产品在网页上的装配展示提供了新的解决途径。为了避免网页展示所需的渲染插件的麻烦,提出了基于Web GL的第三方类库Three.js的装配展示平台的构建方法。本文对网页上实现简单三维模型展示流程和机械产品网页装配的功能进行了分析,显示了Web GL的开放性、免插件、跨平台、硬件加速的优势。在网页上实现机械的装配,方便了用户的观看和操作,取得了良好的效果。