一种针对复杂曲面的快速自由交互拾取算法

三维模型的交互拾取作为最直观的人机交互方式,在各个领域都有广泛地应用,如几何建模、 3D 游戏和有限元分析等。针对目前含有复杂曲面模型的拾取效率和拾取自由度低等问题,提出了一种对复杂 曲面的快速自由交互拾取算法。首先采用一种类似画刷的工具,对画刷在屏幕中移动的路径进行离散,接着对 每一个离散点应用基于 BVH 结构的单点拾取法来拾取复杂曲面,然后用 2 个哈希结构降低算法的响应时间, 最后对该算法进行了验证。     

Java3D鼠标交互功能的扩展与应用

分析了Java3D提供的鼠标交互功能,针对场景比较复杂,待拾取物体相对距离近的虚拟环境中用户拾取不准的问题提出了一种解决思路：在鼠标移动过程中实时创建一条连接空间中的视点与投影平面上的鼠标点的射线,检测沿射线的方向是否有物体与之相交,若有则返回距离视点最近的与射线相交物体所在的节点,并在该节点上添加一个动画效果提示用户该节点是预选节点。重点讲解了具体的实现过程,在最后的部分结合实际应用背景验证了该方法可以有效地方便用户的拾取操作。     

Web3D引擎中三维图形对象拾取的算法与实现

应用Web3D引擎开发的计算机仿真系统和虚拟现实系统均需在Web浏览器上运行,需要其能快速下载和运行,因而要求尽可能提高Web3D引擎包括拾取功能在内的计算效率.在算法上提出了射线的分层次求交,先采用包围盒算法来实现对选择对象的快速拾取；为优化拾取的精度,再用三角形算法来实现准确拾取.在提出算法的基础上,用JAVA语言...     

基于OpenGL的可复用软构件库与三维交互设计

Intra3D是基于OpenGL的交互式三维图形软件开发工具,其核心是集成了场景数据结构、图形对象、三维交互算法和图形用户界面的C 类库与COM对象库,论述了Intra3D可复用软构件库的体系结构和三维交互设计。软构件库分为基础对象与函数、图形对象、场景图与节点和绘制与交互4层,三维交互着重论述节点的图形交换、鼠标跟踪球算法和3D用户界面设计。     

基于DirectX的立体装箱三维可视化辅助模块技术

立体装箱系统是一个智能装箱布局优化系统,其独特的3D可视化辅助系统在空间布局优化算法的基础上,利用应用程序接口DirectX,让用户直观地看到货物在集装箱中的装载效果,并提供全方位手动编辑功能。本文对立体装箱系统三维可视化辅助系统的开发过程中用到的主要技术点进行阐述,依次介绍基于Direct3D的三维场景的实时渲染、模型的鼠标拾取和移动、模型间的碰撞检测机制的程序设计思路,最后展示了立体装箱系统中手动编辑功能模块呈现的效果图。     

大规模三维点云快速拾取技术研究

为三维点云处理系统点云查询与交互编辑功能的实现,在系统总结当前计算机三维图形拾取主要方法的基础上,提出三维点云拾取基本方法.针对实际LiDAR(激光雷达)点云处理中往往为大规模点云数据,通过层次包围盒引入四叉树,提出了基于四叉树的大规模三维点云快速拾取系列算法,并从提高四叉树构建速度、降低四叉树内存占用角度,采取有效策略,使得算法整体效率得到进一步优化,实验结果表明算法在大规模三维点云拾取速度和精度上均达到了很好的效果.     

融合Unity3D和混合现实的虚拟场馆IDS

研究融合Unity3D和混合现实的虚拟场馆交互展示仿真方法,实现虚拟场馆的交互展示,提升用户交互体验效果。上述方法利用基础层为交互展示提供硬件设备;数据层通过调用硬件设备采集虚拟场馆数据;业务逻辑层中利用混合现实技术的KinectFusion算法,结合采集的数据,建立虚拟场馆三维模型,Unity3D软件内导入模型,依据模型信息设计基于寻路算法的交互方式,自动搜索交互展示路径,避免发生碰撞;应用层通过移动与旋转等操作,为用户提供场景切换与漫游等功能。仿真结果证明：上述方法可有效建立虚拟场馆三维模型,实现虚拟场馆的交互展示,为用户提供身临其境的交互体验;上述方法可有效搜索交互展示路径,精准避开障碍物。     

基于Leap Motion的三维手势交互系统研究

手势识别的快速发展及体感设备的不断更新为三维手势交互提供了灵感,基于Leap Motion 手势识别和最邻近算法,建立了一种三维手势交互系统。首先对手势设计理论和交互手 势设计原则进行研究,基于此设计手势功能和建立手势库,并将手势库分为 8 种手势;其次进 行手势特征提取,建立手指关键点模型,获取手势特征的角度特征;然后计算 KNN 算法和 SVM 算法的手势识别效率,KNN 改进算法取得较好的识别效率;最后,设计三维交互系统,手势分 类为 4 个模块,每个模块有 2 个手势任务;20 名测试者中提取 1 600 组手势数据,并进行总采 集样本关节点均值的数据分析;设计三维交互系统模块,在 Unity3D 中创建的三维交互系统中 导入 1 600 组手势数据,根据自定义的 8 种手势驱动虚拟手完成交互设计过程,完成用户体验 分析和手势识别效率统计。通过研究发现,基于 Leap Motion 手势识别具有较高的识别效率, 三维手势交互系统富有创新性。     

基于虚拟现实的多感官视觉交互界面生成方法

以提升交互界面生成结果与实际物体的拟合度,为用户提供更真实的交互效果为目的,研究基于虚拟现实的多感官视觉交互界面生成方法。交互界面生成过程分为两个环节,设计内容环节包括视觉信息设计与交互方式设计,视觉信息设计中将交互界面最终布局的视觉注意力划分最优作为目标函数,设计基于视觉注意力的功能界面布局优化模型,利用粒子群算法求解该模型完成功能界面布局设计;针对功能界面中的不同区域,通过3D几何模型构建、纹理映射等过程构建三维物体与情景空间的三维模型,生成不同区域内所需图像信息。多感官视觉体验设计过程中,采用ANNS-DS信息融合算法融合传感信息、体感信息与视觉信息,基于融合结果实现虚拟现实图形显示、振动与声音反馈等界面交互功能,并结合设计内容环节中的交互方式设计提升用户对交互界面的多感官视觉体验感受。应用结果显示该方法所生成的交互界面内物体与情景空间图像的拟合度均高于0.9,可通过视觉、听觉等不同感官提升用户的体验感受。     

基于Three.js的3D磁盘阵列设计

WebGL（Web Graphical Library）让浏览器在无需安装插件的情况下即可渲染出3D图形,而封装了WebGL低级别API的three.js更是为3D图形的高效创建提供了可能.针对传统方法的磁盘阵列可视化不够直观以及交互功能单一的问题,本文提出了基于three.js的磁盘阵列三维（3D）可视化的框架,从仿真建模和交互两方面阐述了3D磁盘阵列的设计思路,并给出了相应的实现过程.相对于传统方法,提出的3D可视化框架能够创建真实的三维场景,给用户带来流畅丰富的视觉以及交互体验.     

可控的三维Morphing

提出了一种基于距离场插值的三维Morphing算法.该方法通过解析距离场来实现三维Morphing,使过渡形体的光滑性不依赖于原模型的离散剖分精度.同时,给出了基于约束点对和变形控制体的交互形状过渡算法,用户可由此直观而方便地对变形过程实施有效的控制.多个变形实例证明,该算法能够方便地实现两个任意定向流形模型间的可控三维Morphing.     

Interactive unsupervised classification and visualization for browsing an image collection

In this paper, we propose an approach to interactive navigation in image collections. As structured groups are more appealing to users than flat image collections, we propose an image clustering algorithm, with an incremental version that handles time-varying collections. A 3D graph-based visualization technique reflects the classification state. While this classification visualization is itself interactive, we show how user feedback may assist the classification, thus enabling a user to improve it.     

基于ACIS平台的大型三维CAD系统的设计与开发

该文介绍了一个基于ACIS平台的大型三维CAD系统的设计、开发与应用。分别介绍了该系统的交互系统、造型系统和渲染系统的设计与实现。设计了一个栈式命令处理系统，便于实现异常复杂的用户交互命令。简要介绍了特征造型功能在ACIS平台上的实现。在ACIS框架上自选算法，重新设计了渲染引擎，扩展了渲染数据结构和功能，克服了ACIS提供的渲染引擎的局限性，得到了独特的渲染效果。最后介绍了本系统的应用情况。     

Data mining on temporal data: a visual approach and its clinical application to hemodialysis

The quantity and complexity of data acquired, time-stamped and stored in clinical databases by automated medical devices is rapidly and continuously increasing. As a result, it becomes more and more important to provide clinicians with easy-to-use interactive tools to analyze huge amounts of this data. This paper proposes an approach for visual data mining on temporal data and applies it to a real medical problem, i.e. the management of hemodialysis. The approach is based on the integration of 3D and 2D information visualization techniques and offers a set of interactive functionalities that will be described in detail in the paper. We will also discuss how the system has been evaluated with end users and how the evaluation led to changes in system design.     

Integrative 3D modelling of complex carving surface

Modelling of a complex carving surface is the most important process for digitization of art carving such as Chinese classical furniture carving, and it is difficult to be fulfilled. However, a complex 2D curve flower pattern can be easily acquired or drawn by handcraft or a drawing software. This paper presents a quick integrative 3D modeling method of complex carving surface based on a 2D curve flower pattern. The proposed method uses a scanning analysis algorithm, a normal distribution function and a distance function to model and create carving tracks. In this paper, the delamination, combination and interpolation of modelling process are described as well. The provided research method will make the modelling of complex carving surface more intelligent, agile, and will meet the requirement of integrative 3D modelling of digital art carving. Experimental results show that this method is of quick modelling and multi-model effective characteristics with realizable interactive designing and excellent practicability.     

出租车载客点个性化推荐算法

不同的出租车司机在寻找乘客选取载客点时会有不同倾向,利用三种推荐算法对上海出租车司机载客点选取行为进行分析,根据司机对载客点的喜好程度进行个性化推荐.首先,利用基于用户和基于项目的协同过滤的算法来对出租车司机的载客点进行推荐,利用正确率指标来验证算法,实验证实了这两种算法的可行性;之后,考虑到出租车的载客行为受到时间的影响,在上述两种算法基础上增加了时间因子;最后,利用隐含因子模型（LFM）,将出租车与载客点的共现矩阵进行分解,根据分解所得矩阵进行兴趣度的分析.实验结果证明,三种方法可有效形成推荐,且LFM算法推荐准确率较高.     

An interactive genetic algorithm with the interval arithmetic based on hesitation and its application to achieve customer collaborative product configuration design

Complex product configuration design requires rapid and accurate response to customers’ demand. The participation of customers in product design will be a very effective solution to achieve this. The traditional interactive genetic algorithm (IGA) can solve the above problem to some extent by a computer-aided user interface. However, it is difficult to adopt an accurate number to express an individual's fitness because the customers’ cognition of evolutionary population is uncertain, and to solve the users’ fatigue problem in IGA. Thus, an interactive genetic algorithm with interval individual fitness based on hesitancy (IGA-HIIF) is proposed in this paper. In IGA-HIIF, the interval number derived from users’ evaluation time is adopted to express an individual's fitness, and the evolutionary individuals are compared according to the interval probability dominant strategy proposed in this paper. Then, the genetic operations are applied to generate offspring population and the evolutionary process doesn’t stop until it meets the termination conditions of the evolution or user manually terminates the evolution process. The IGA-HIIF is applied into the design system of the car console configuration, and compared to the other two kinds of IGA. The extensive experiment results are provided to demonstrate that our proposed algorithm is correct and efficient.     

一个面向对象系统的三维可视范型及实现

本文描述一个在三维虚拟空间内表示面向系统的可视范型，强调利用三维交互式图形来表示对象间的关系。其特点是有效利用屏幕空间且减轻认知负担。该范围使用一个三维图形工具箱ＴＯＡＳＴ提供的三维交互式技术和对象实现在ＳＧＩ图形工作站上。     

基于X3D的虚拟场景动态交互技术研究

分布式虚拟现实具有虚拟现实的交互特性和网络的分布特性,满足了异地用户协同工作的需求。由于受到网络带宽、时延以及异构性等因素的限制,分布式虚拟现实系统中的3D图形文件要求尽可能小并具有跨平台的特性。本文介绍了基于X3D的虚拟场景中用户和场景交互的原理、方法以及实现过程,并给出了一个典型的应用实例。