计算机图形学

摘要： 新形势下高等教育改革势在必行。以课程思政建设为手段,提升工科学生复杂工程问题的综合解决能力是实现三全育人目标的新思路之一。文章在开展计算机图形学课程思政建设教学实践的基础上,探讨一般化的工科课程思政建设方案;并结合课程思政的实施体会,总结其对于学生能力培养的作用;为开展工科课程思政建设提供借鉴。

摘要： 虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,虚拟现实技术(VR)包含了很多方面,其中包括模拟环境、自然技能、传感设备以及感知等多个方面的内容。据了解,现阶段VR虚拟现实技术在很多领域有着惊人的实际应用,这种技术主要是利用计算机生成一种模拟其他场景的画面,从严格意义来说,是一种交互式的三维动态视景,并根据用户的实体行为的系统增强用户的沉浸感。虚拟现实技术可以说是仿真技术的一个较为重要方向,同时也是仿真技术与计算机图形学人机接口技术、多媒体技术、传感技术以及网络技术等多种技术的集合体。本文将对计算机VR技术在数字媒体系统设计中的应用方法进行深入研究。

摘要： 新工科理念下的面向成果导向教育(OBE)不能脱离培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人这一根本任务,要将"立德树人"贯穿于课程教学的各个环节。以计算机图形学课程为例,阐述了课程的知识结构,课程思政的目标,思政元素的融入设计,并围绕具体翔实的课程思政案例,就本科计算机专业课程教学中如何实施教学环节与思政元素的深度融合展开较为深入的探讨。

摘要： 煤矿移动GIS平台是传统煤矿地理信息系统平台的移动版,结合计算机网络技术、数据库技术、计算机图形学、GIS技术等,建设煤矿统一的手机端空间数据查询与分析平台,构建服务于生产技术人员的地测、通风、安全、生产技术、调度、机电运输、设备管理等专业手机应用系统平台,搭建面向矿井及公司管理决策层的网络服务决策平台,实现多部门多层次井上下数据共享、专业图件动态绘制、图件、文挡和报表在移动终端上的展示及应用,从而进一步提高矿山安全生产管理能力和技术水平。

摘要： 正态分布,又称为高斯分布,它广泛存在于自然界和我们日常的生产生活中。简单地说,正态分布的特点就是中等的占大多数,两极的占很少一部分,如某地区8月的平均气温,某班级的学生成绩、身高等,一般都服从正态分布。那么我们猜想是不是买来的小番茄大小也符合正态分布呢?能否用计算机采集数据,抽取模型,验证一下这一理论呢?

摘要： 计算机图形学作为一门算法较多、理论性较强、涉及学科领域较广的交叉性学科,对老师和学生的要求都比较高,很多学生在学习该专业课程时会遇到困难,从而导致学习热情不足。为了解决这些问题,文章提出基于雨课堂的计算机图形学教学改革探究,针对计算机图形学教学中出现的问题,给出相应的解决方案,从而解决学生的学习困难,调动学生学习积极性,进一步提高教学效果。

摘要： “立德树人”是新时代教育的根本任务,落实这一任务,可通过可视化德育来增强实效性。以图片、视频、图表等表达形式为工具的可视化德育,能直观呈现德育目标,以德育活动促进道德品质发展,并及时反馈德育评价;可视化德育也更有利于家庭与学校的德育方向保持一致,调动家长参与德育的积极性。一、可视化德育的内涵可视化是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,再进行交互处理的理论、方法和技术。

摘要： 计算机图形学与图形图像处理技术有着不同的概念,它们属于不同的学科。图形学以及图形处理技术既独立又统一,二者有着不可分割的特殊联系。随着我国科技的不断进步,在实际应用过程中,它们二者之间的界限变得越来越不清晰。该文从计算机图形学以及图形图像处理技术入手分析,对二者的概念以及联系与区别进行了阐述,并且对这两种学科技术在实际生活中的应用进行了研究。

摘要： “计算机图形学”与多个学科存在交叉情况,借助计算机使用数学算法与编程语言生成图形,可绘制出三维、二维图形。其主要包含四个部分,分别是建模、渲染、动画、人机交互。而计算思维则是指思维活动,基于计算机科学去求解问题、设计系统、理解人类行为,其在“计算机图形学”教学中的运用,也主要从以上几个部分入手。因此,基于计算思维进行“计算机图形学”教学改革具有良好的理论基础,为该课程的教学改革提供了指引,从而可以对教学内容进行优化设计、明确设计要点、打造教学流水线、培养学生的计算思维,进而提升“计算机图形学”教学的实效性。

摘要： 近年来,互联网、大数据、人工智能等技术加速创新,日益融入经济社会各领域发展的全过程。"十四五"规划纲要为金融机构数字化转型奠定了总基调,国家推动人工智能产业升级的序幕已开启。结合VR、AR、MR技术,运用5G、人工智能等前沿科技打造的沉浸式、低延时和高拟真的虚拟世界元宇宙成为政府部门和科技公司的研究方向,基于人工智能、计算机图形学等技术研发的虚拟数字人作为元宇宙的重要组成部分开始逐渐在金融行业应用。

摘要： 最大化泊松圆盘采样(Maximal Poisson-disk Sampling--MPS)是计算机图形学领域的一个基础研究问题.一个理想的采样点集应该满足无偏差采样性质,最小距离属性和最大化性质.传统的最大化泊松圆盘采样一般通过投镖法(Dart Throwing)来实现,但是众所周知,该方法的不足之处在于无法精确控制采样点数目.针对该问题,本文提出了一种新的方法可以实现精确控制二维等半径最大化泊松圆盘采样的点数并且同时满足其它性质.与已有方法不同的是,本文提出的方法通过调整采样半径达到控制采样点数的目的.首先,根据用户指定的采样点数目和采样区域(闭合的多边形)生成随机点集,并进行Delaunay三角化,并且将当前三角化中的最短边长作为当前的采样半径;接着,迭代地移除全局最短边中邻域平均边长较大的采样点,然后采用投镖法将其随机插入到以当前采样半径计算得到的空隙区域内.通过迭代地调整采样点的位置,采样半径不断增大,从而最后实现固定点数的最大化泊松圆盘采样.大量实验结果表明,该方法可以得到高质量的采样点集,同时很好地保持了采样点集的蓝噪声性质.

摘要： 三维曲面网格的参数化是计算机图形学中的关键课题。在曲面网格参数化的过程中,除非网格是可展的,否则度量失真是不可避免的.所有参数化的相关研究的一个重要目标是减少度量失真.为了进一步同时减少面积和角度失真,提出了一种自由边界的网格参数化方法.首先,执行从三维曲面网格到平面的初始固定边界保形参数化.然后在初始参数化结果的基础上,执行自由边界准调和参数化的迭代.在迭代中,准调和张量域在每一个步骤中更新.新方法涉及到一系列的线性系统的求解,方便进行计算.实验证实了文章参数化方法的效率和更好的参数化效果.

摘要： 边界面法(BFM)是边界积分方程(BIE)与计算机图形学相结合的数值计算方法.事实上BFM是BIE的一种建立在几何体上的数值实现.在BFM中,几何体边界上各个连续的曲面片(在计算机图形学种成为Face)作为物理量插值的基本单位.Face相当于边界元法中的一个大的非连续单元,不过这个大单元的内稟坐标不是普通单元的自然坐标,而是和计算机图形学一致的曲面参数坐标.Face还可以进一步划分为一系列连续或非连续的次一级单元.这些单元与边界元法中的单元相似,不过它们处在曲面的参数空间中.BFM继承了边界元法的所有优点.更重要的是,BFM利用CAD实体造型系统中边界表征(Brep)数据结构,直接在CAD几何上进行CAE分析,从而自然地将CAE与CAD融为一体.因此BFM做为一种全新的CAE分析技术,可以克服当前以有限元法为主体的CAE技术所存在的固有缺陷.

摘要： 针对计算机图形学中应用广泛的多边形布尔计算,提出了一种新的、适用于一般多边形的并集、交集和差集算法.算法主要分为计算交点、将交点插入多边形顶点序列、遍历三个步骤.通过采用循环单链表的数据结构、避开复杂的出入点计算、及预先的一些碰撞检测以避开复杂的求交运算与链表遍历等技巧,提高了算法的执行速度、减少了存储单元.算法能够很好地处理一些奇异情形(边界情形),比如重叠边、交点为边的顶点等情形,具有很好的鲁棒性.与经典的Weiler算法、Vatti算法和Greiner-Hormann算法相比,该算法具有较低的时间复杂度O((m+n+k)log d))和空间复杂度.实验结果显示该算法在处理2222×2222个顶点、42个交点时比经典的Weiler算法速度提高了296倍.算法的主要思想对确定两个多面体的交、并、差问题亦有参考价值.

摘要： 能量极小化方法在计算机辅助几何设计,计算机图形学等领域中被广泛用于曲线、曲面的构造。然而,实验结果表明,能量极小化并不能总是得到形状最优的曲线。本文用三次埃尔米特曲线簇研究最小应变能和曲线形状之间的关系,在给定两个的端点的位置和切矢量的条件下用三次埃尔米特曲线插值。计算机仿真技术已经成为科研的方法之一。用数值计算和计算机仿真技术的研究结果表明,(1)仅极小化应变能不能构造出形状理想的三次埃尔米特曲线;(2)应变能的局部极小化,在大约60%的情况下,可以定义最优形状三次埃尔米特曲线,但是,其中有一些形状令人不满意。在实验和分析基础上,提出了一个构造令人满意的三次埃尔米特曲线的新模型。新模型用一个显式公式计算两个切矢量的大小,具有以下特性(1)易于计算;(2)构造的三次埃尔米特曲线具有令人满意的形状,同时对于某些情况下的曲线构造,拥有最小应变能的良好性质。论文中对新模型与最小应变能模型进行了比较。

摘要： 多目标物体在移动过程中无法避免的问题之一是如何检测碰撞。离散实时避障算法主要有两个发展方向:以图像为基础，利用物体二维投影的图像及深度信息来进行相交分析和以图形学理论作为基础，实时避免碰撞。随着二维空间中两个移动节点避障算法的日趋成熟,三维空间多目标移动节点避障问题受到越来越多人们的关注.多目标移动节点避障算法在图形学、定位技术、机械分析、机器人、虚拟驾驶等多种技术中得到广泛研究.在现有避障算法的基础上,利用改进的层次包围盒法,通过模拟仿真,把三维空间映射到二维空间中,实时有效的检测节点运动情况,使密集空间多个移动物体在同一时刻相同位置避免碰撞成为可能.

摘要： 多目标物体在移动过程中无法避免的问题之一是如何检测碰撞。离散实时避障算法主要有两个发展方向:以图像为基础，利用物体二维投影的图像及深度信息来进行相交分析和以图形学理论作为基础，实时避免碰撞。随着二维空间中两个移动节点避障算法的日趋成熟,三维空间多目标移动节点避障问题受到越来越多人们的关注.多目标移动节点避障算法在图形学、定位技术、机械分析、机器人、虚拟驾驶等多种技术中得到广泛研究.在现有避障算法的基础上,利用改进的层次包围盒法,通过模拟仿真,把三维空间映射到二维空间中,实时有效的检测节点运动情况,使密集空间多个移动物体在同一时刻相同位置避免碰撞成为可能.

摘要： 多目标物体在移动过程中无法避免的问题之一是如何检测碰撞。离散实时避障算法主要有两个发展方向:以图像为基础，利用物体二维投影的图像及深度信息来进行相交分析和以图形学理论作为基础，实时避免碰撞。随着二维空间中两个移动节点避障算法的日趋成熟,三维空间多目标移动节点避障问题受到越来越多人们的关注.多目标移动节点避障算法在图形学、定位技术、机械分析、机器人、虚拟驾驶等多种技术中得到广泛研究.在现有避障算法的基础上,利用改进的层次包围盒法,通过模拟仿真,把三维空间映射到二维空间中,实时有效的检测节点运动情况,使密集空间多个移动物体在同一时刻相同位置避免碰撞成为可能.

摘要： 多目标物体在移动过程中无法避免的问题之一是如何检测碰撞。离散实时避障算法主要有两个发展方向:以图像为基础，利用物体二维投影的图像及深度信息来进行相交分析和以图形学理论作为基础，实时避免碰撞。随着二维空间中两个移动节点避障算法的日趋成熟,三维空间多目标移动节点避障问题受到越来越多人们的关注.多目标移动节点避障算法在图形学、定位技术、机械分析、机器人、虚拟驾驶等多种技术中得到广泛研究.在现有避障算法的基础上,利用改进的层次包围盒法,通过模拟仿真,把三维空间映射到二维空间中,实时有效的检测节点运动情况,使密集空间多个移动物体在同一时刻相同位置避免碰撞成为可能.

摘要： 多目标物体在移动过程中无法避免的问题之一是如何检测碰撞。离散实时避障算法主要有两个发展方向:以图像为基础，利用物体二维投影的图像及深度信息来进行相交分析和以图形学理论作为基础，实时避免碰撞。随着二维空间中两个移动节点避障算法的日趋成熟,三维空间多目标移动节点避障问题受到越来越多人们的关注.多目标移动节点避障算法在图形学、定位技术、机械分析、机器人、虚拟驾驶等多种技术中得到广泛研究.在现有避障算法的基础上,利用改进的层次包围盒法,通过模拟仿真,把三维空间映射到二维空间中,实时有效的检测节点运动情况,使密集空间多个移动物体在同一时刻相同位置避免碰撞成为可能.

摘要： 本发明涉及一种基于计算机图形学的3D服装设计方法、系统及装置，其方法包括，制作模板工程文件；建立版片到部件之间的映射关系；生成版片对称联动信息和关键点联动信息；根据映射关系加载对应的版片；为每一个所述关键点生成编辑控件，编辑对应的关键点，根据关键点联动信息，将3D修改转换成等价的2D修改；根据对称联动信息，编辑2D版片；将编辑后的2D版片重新网格化并渲染至3D中，生成保形后的3D版片；对3D版片进行仿真；在3D版片中更新编辑控件的位置和朝向。利用本发明可以直接在3D界面直接展示虚拟服装并进行修改，且这些修改将直观的体现在2D版片中，使用便捷，且可以保证3D服装和2D版片中的修改保持一致性。

摘要： 本发明涉及一种基于计算机图形学实现的球幕播放及调整方法，特征在于，包括以下步骤：S1：在三维引擎中建立场景图像；S2：建立material文件，编写着色器文件，将场景图像转换为极坐标图像，对图像颜色亮度、极坐标半径、边缘模糊程度、旋转角度进行计算，将图像颜色亮度变量、极坐标半径变量、边缘模糊程度变量、旋转角度变量开放为可视化调节控件；S3：对场景图像进行图像效果处理；S4：利用可视化调节控件对场景图像进行初步调整；S5：建立终端控制软件，在终端控制界面上对场景图像进行可视化调节。本发明拓展了球幕播放的资源，简化了资源转换的计算过程，提高了球幕资源播放的流畅度与表现力。

摘要： 本发明公开了一种基于点云数据和计算机图形学的林分辐射通量计算方法，包括：采集林分点云数据；计算林分水平表面的太阳辐照度；单个树冠分割；利用空间半椭球几何基元模拟阔叶树冠或/和利用空间圆锥几何基元模拟针叶树冠；对几何基元模拟后的树冠进行三角剖分；确定入射太阳光束与三角形的第一个交点，计算林分的入射辐射通量；计算林分中树木间的反射辐射通量；计算林分的透射辐射通量。本发明通过确定覆盖森林冠层表面的多个空间三角形中太阳光束与可量化能量的发射和碰撞，克服了与树木器官精细表征和植物系统中因器官尺度异质性而导致的阳光遮挡相关的并发症。

摘要： 本发明提供一种计算机图形学教学用多媒体设备，涉及投影设备领域，该一种计算机图形学教学用多媒体设备，包括底板，所述底板的上端面中心处设置有连接座，所述连接座的上端面中心处固定连接有液压支杆，所述液压支杆的上端设置有托板，所述托板的下端面与液压支杆的上端通过连接件固定连接，所述连接件的上端固定连接在托板的下端面中心处，所述托板的上端面上设置有四个第一电动伸缩杆。通过在托板的上端面上设置了四个第一电动伸缩杆，放置板的下端面上设置四个铰接座，利用四个第一电动伸缩杆的端部铰接在四个铰接座的下端面上，根据四个第一电动伸缩杆进行伸缩来对放置板进行不同角度的调节。

摘要： 本发明公开了一种基于计算机图形学的运行图绘图装置，包括数据录入模块、线上绘图系统、线下绘图系统、扫描仪获取模块和打印机设备，所述线下绘图系统包括：电子图像导入模块、绘图处理器、绘制比例设置模块、摄像头采集矩阵、点位计算模块、轨迹计算模块、程序控制单元、命令执行单元和绘图组件。本发明在电子版运行图样绘图后，可导出图片并传输至打印机设备进行打印，或者传输至线下绘图系统以绘制实体运行图样，便于计算机图形学教学和运行图样线下研究，且能够直接扫描获取现有运行图样并进行修正，绘图方便快捷，线下绘图系统便于使用，绘图组件能够自动化控制，实现高精度的图样绘制降低绘制误差，提高制图效果。

摘要： 本发明公开了一种计算机图形学教学装置，包括上柜体、投影机构、调节机构和展示装置，所述上柜体的一侧安装有PLC控制器；本发明在实际环境下，利用投影机构模拟实现一组空间平面坐标系，并以三组LED点阵屏分别作为V面、H面以及W面，通过由调节机构装载展示装置中的棱柱体、棱锥体等标准立体模型，由投影机构进行三面投射，通过模型本身遮光后所达到的投影效果反馈于LED点阵屏，并与PLC控制器进行信号交互，利用三点汇聚法将LED点阵屏中所感光及每个棱边的LED点进行点亮与汇聚，并进行反向点亮及熄灭，最终在LED点阵屏上展示出每个空间假象面上的投影外廓，帮助学生更直观、更便捷、更有效的了解图形学投影法的原理与效果。

摘要： 本发明提供的基于计算机图形学的落地式脚手架的校正方法及装置，通过获取已搭建脚手架中各个扣件的位置信息和标识信息；根据所述位置信息和标识信息，在虚拟的三维空间中还原出所有扣件的位置；在三维虚拟空间中，遍历所有的扣件，确定竖向扫地杆扣件和剪刀撑扣件；根据所述竖向扫地杆扣件、剪刀撑扣件和相应的规则分别对所述落地式脚手架进行校正，利用计算机图形学对落地式脚手架进行安全检验和校正问题，并实现对落地式脚手架的搭建过程中扫地杆、剪刀撑的规范性进行自动化检验，降低了人工检测可能导致的错漏风险。

摘要： 本实用新型公开的一种计算机图形学教学装置，包括固定支撑柱、固定板、伸缩杆、投影布收卷组件、支撑转轴、支撑杆、滑动转轴和伸缩杆，固定支撑柱呈相对设置，固定支撑柱之间呈对称设置设有固定板，固定板呈相对设置，固定支撑柱上设有滑动槽，滑动槽呈相对设置，转轴两端呈分别贯穿滑动槽设置，支撑杆呈对称设置，支撑杆设于转轴侧壁上，滑动转轴两端呈分别贯穿滑动槽设置，滑动转轴设于支撑转轴上方，伸缩杆呈对称设置。本实用新型属于计算机图形教学技术领域，具体是一种能够进行拉紧投影布，调整投影布的展开角度，同时保证投影布展开的稳定，避免晃动，更好的配合教学，整体结构稳定，实用性强的计算机图形学教学装置。

摘要： 本实用新型属于教学设备技术领域，涉及一种计算机图形学教学用辅助设备，其中，包括幕布外壳和连接板，所述幕布外壳的底部设置有两个支撑架，两个所述支撑架的一侧设置有连接座，所述连接座的顶部开设有固定槽，所述连接座的内部设置有安装腔，所述安装腔的内部设置有第二气缸。其有益效果是，该计算机图形学教学用辅助设备，通过连接座、固定槽、第一气缸和固定板等的设置，实现投影幕布的展开使固定座卡接到固定槽内，并在第一气缸的带动下，使第一气缸带动固定板伸出，并搭接到固定座上，使固定板对固定槽内的固定座进行固定，不仅提高了投影幕布的稳定性，而且增加了投影幕布的使用效果。

摘要： 本实用新型属于教学装置技术领域，涉及一种组合式计算机图形学教学装置，其中，包括底座，其特征在于：所述底座的顶部固定连接有固定筒，所述底座的内部开设有第二凹槽。其有益效果是，该组合式计算机图形学教学装置，通过设置第一电机，第一轴承、第一螺栓和第一卡槽，通过第一电机带动收卷辊进行转动，使收卷辊对幕布进行收卷，将幕布收集到固定壳的内部，起到防尘的作用，通过拧松第一螺栓，使第一螺栓脱离第一卡槽，通过转动固定壳，使固定壳旋转到垂直状态，通过拧紧第一螺栓，使第一螺栓卡接在第一卡槽的内部，通过第一电机带动螺纹柱转动，使固定柱带动固定壳下降，便于将装置进行收集，减小装置占用的空间。