基于云渲染的三维BIM模型可视化技术研究

利用BIM(Building Information Modeling)技术进行工程建设的精细化管理需要实现三维BIM模型的在线展示及交互操作.传统的三维图形可视化技术虽然能够实现模型展示,但存在模型文件格式兼容性差,对终端设备硬件要求高,缺少必要的交互功能等问题.针对这些问题进行系统分析,提出了一套基于云渲染技术的三维BIM模型可视化解决方案.其中包括源模型文件轻量化转换技术,基于HOOPS的图形引擎开发技术,以及基于云渲染的大体量模型浏览器展示和交互技术.通过系统研发实现了主流建模软件Revit、Catia、Microstation、Tekla模型源文件的轻量化转换,以及基于云渲染的图形引擎系统,并在北京至张家口铁路工程建设项目中进行了验证.     

基于地层线的三维地质剖切算法

文章以地质钻孔为离散点,运用空间插值以及由曲面拟合得到的各地质结构趋势面,建立了工程地质三棱柱结构模型,在此模型基础上提出一种任意切面的剖切方法。该方法首先应用三维空间求交算法快速求出剖切面与凹凸起伏的地层趋势面的交点;然后将这些交点按照地层层序连接成三角形并根据其贯穿的地层属性进行精确着色,从而得到三维的剖切实体图、切面图,为地质工作者在3D空间中观察地质结构、分析地质特征提供了新的方法和手段,可为地质工程项目的设计、管理和施工提供科学的决策依据。     

任意多边形三角剖分的算法

提出了将任意多边形三角剖分的算法．其方法是，首先确定多边形各顶点的凸凹性，然后不断切割多边形的不规则部分，使其成为凸多边形，最后对凸多边形进行三角剖分．证明了算法的正确性，并对该算法的复杂性进行了分析．     

三维地质模型中任意点的交互选取方法

为实现三维地质模型中任意点的交互精确选取,借助OpenGL所提供的函数,提出了一种辅助线段滑块法.该方法首先计算鼠标所捕捉的屏幕点对应的三维空间直线,然后根据直线与地质模型的相交情况,得到一条由穿越地层组成的辅助选取线段.通过设置滑块在辅助线段上自由移动,即可实现三维地质模型中空间点的任意交互精确选取.应用实验表明,该选取方法精度高、适用性强,可以满足地质模型三维交互可视化与空间分析的需要.     

基于切平面分割的树干点云提取算法

提出了一种从树木点云中提取树干点云的切平面分割算法.首先,在对树木点云分段与角度分区的基础上,选定树干下部无树枝且扭曲程度较小的一段树干作为开始分段;其次,根据已削枝的多个相邻分段中的当前角度分区,及与其前后各1个角度分区的点云,构建当前角度分区的切平面,由点与切平面的位置关系,分割当前分段中这些角度分区中的树干点云;最后,以落叶时地面三维激光扫描仪扫描的13棵杨树作为测试数据的实验表明,提取算法在有效提取树干点云的同时保留了树干表面的特征,为后续树干点云的相关研究提供基础数据.     

面向体元结构的三维地质模型剖切算法研究

文章针对三维地质建模和地质数据可视化中重要的体元模型,通过对三维剖切面的隐函数刻画,研究了基于可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)的三维地质模型剖切算法。重点对四面体数据结构模型和六面体数据结构模型分别进行剖切算法设计和功能实现。在三维地质模型中应用该剖切算法,结果表明该算法能够较好地对矿区各种形态地质体进行任意剖切,可有效提高三维地质模型的剖切效率。     

基于Unity3D平台的三维可视化校园系统开发研究

虚拟现实技术和三维建模技术是虚拟校园建设的主要技术. 以内蒙古师范大学赛罕校区为研究区域,利用GIS、遥感、三维建模技术、图像处理等技术进行了三维建模,全面、详细、生动地描绘出了校园的三维场景. 结果表明,Unity3D平台开发出的系统具备较好的开发接口,体现较强的直观性和跨平台性等特点,为用户提供了优越的体验和视觉效果.     

Unity3D虚拟现实平台的重放功能设计

利用C#脚本和序列化技术,提出一种在Unity3D平台上实现重放功能的设计方法,给出该方法涉及到的部分关键代码。     

基于Unity3D交互式三维虚拟校园平台设计与研究

针对目前三维虚拟校园平台在真实性和交互性等方面的不足,提出基于Unity3D三维虚拟校园的实现方法.首先,考察实际地形和采集真实数据信息,完成场景地形和建筑景观模型构建;然后,导入Unity3D平台,通过二次开发,实现三维场景搭建及三维物理效应仿真等.该平台使用的实验数据真实有效,很好的实现了三维虚拟校园的各项性能指标,高效的实现漫游仿真.     

基于Potree结构的建筑物激光点云与BIM点云的变化检测

建筑变化检测可对建筑管理及决策提供有力支持。目前建筑变化检测的难点是完成检测任务所需计算成本高。为了提高检测效率,提出一种基于Potree结构的建筑物激光点云与建筑信息模型(building information modelling, BIM)点云的变化检测方法。该方法将实时获取的激光点云,与建设初期规划的BIM进行比较,检测和识别出二者之间的差异,作为建筑变化检测的结果。实验结果表明,与基于可修改嵌套八叉树结构方法比较,本文提出的方法在保证完整性、准确度等不损失的情况下,在时间复杂度上降低了22.05%。     

大型储罐的三维点云精简方法研究

针对大型储罐三维点云数据散乱、冗余点多等影响计算机显示及容积计算的问题,改进了一种储罐三维点云精简算法。该方法先利用均匀网格法,将待处理的三维点云数据分割成若干小栅格;然后根据随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)算法对每个栅格中的点云数据建立球模型,以保留特征点并滤除冗余数据点,达到精简点云的目的。将该方法与传统的均匀网格法和非均匀网格法进行对比,实验结果表明该方法在保证较高精简率的情况下可以更好地保留储罐点云数据特征。     

面向云制造的制造设备开放共享平台模型研究

全国高校机械学科购置的大量的机床制造设备满足科研和教学需要后,形成了大量空闲的制造能力。为提高设备利用率和投资效益,在对制造需求的信息表达与组织以及制造设备的制造能力进行描述的基础上,建立拥有两层体系架构的归一化模型,搭建面向云制造的制造设备开放共享平台,并从归一化模型在云制造平台中的易用性角度出发,提出了基于知识工程的用户界面策略。最后的实例证实了模型及平台的可用性。     

以ANSYS为平台的复杂模型到FLAC3D导入技术

为了克服使用FLAC3D软件难以建立复杂的模型,而且容易出错的缺点,提出了一种快速建模方法,该方法用ANSYS建立复杂的有限元模型、分配材料属性、划分网格,然后采用Visual C 语言编写的ANSYS _TO_FLAC3D接口程序把复杂模型导入FLAC3D,从而实现在FLAC3D里建立复杂模型的目的.此外,通过两个具体实例的三维建模导入检验了该方法的有效性和可行性.结果表明:以ANSYS为平台的复杂模型到FLAC3D导入的结果另人满意,该方法在FLAC3D的复杂模型建立方面具有一定的参考价值.     

基于BIM技术应用的土木类专业综合实训平台构建

随着BIM技术的兴起,信息共享、无纸化施工和全过程管理逐步应用到了建筑设计、施工、管理和运营维护工程领域中,原有的土木工程专业实习实训教学体系已不能满足企业需求,因此在土木工程的实践教学体系中搭建新型教学平台,开创相互协作和资源共享就显得十分重要,通过充分论证分析学生应具备的综合素质能力和知识体系后,进而构建了实现知识领域的软件平台和实验室设置,经过一年的课程体系实践,学生学习效果良好.     

基于Unity3D的滑板运动游戏的设计与实现

为实现让用户在虚拟环境中较真实的体验滑板运动,并有较好的交互感受,设计了基于Unity3D的滑板动作类游戏。构建了滑板游戏的城市和山地场景,提出一种快速生成山地地形的方法。在Unity中利用脚本对人物以及动画进行控制,实现了滑行、跳跃、左倾、右倾和刹车等动画的制作及控制,并提出了实时碰撞检测策略及动作控制方法。     

基于点云模型的大吨位转体桥梁高效称重

大吨位桥梁转体精度要求高,技术难度大,是其施工过程中最关键的一步,而转体桥梁的自重作为基本参数,其精度的可靠性对转体桥梁不平衡力矩计算至关重要.为精确获取转体桥梁关键参数,提出了一种基于三维激光扫描和BIM(build-ing information modeling)逆向建模技术来获取转体桥梁自重和不平衡力矩的新方法...     

基于摄影测量三维点云的岩体结构面自动识别方法

建立了一种用数字摄影测量得到的三维点云数据识别和分析岩石边坡出露的面状结构面的方法。该方法使用每一个点及其相应的邻近点构成的子集平面来形成识别结构面的候选,使用主成分分析(PCA)计算平面法向量并剔除异常点,识别结构面并计算其产状(倾向和倾角)。以甘肃北山一岩石边坡为例,使用该方法进行结构面识别。最后对结构面进行优势分组;同时与实测产状进行了对比,结果表明识别效果较好。     

地面三维激光扫描点云配准的最佳距离

分析点云配准的原理,在此基础上推导出点云配准误差传播模型.利用该模型解算了配准后的点位误差,将该误差作为衡量点云配准好坏的指标.为评估地面三维激光扫描测距的变化给点云配准误差造成的影响,设计了一套试验方案,在地面三维激光扫描仪测距精度内对不同距离进行了严格的试验.根据提取的靶心和点云配准误差传播模型,计算得出不同距离下的点云配准精度,从而分析得出点云配准精度的扫描最佳距离.结果表明点云误差传播模型正确,试验方法良好.