计算机辅助设计与图形学国家重点实验室
  联 系 人: 沈琦 先生 行业门类: 信息网络
  所在地区: 浙江·杭州 邮政编码: 310058
  联系地址: 紫金港校区图书信息中心B楼4-5层
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计算机辅助设计与图形学是多学科交叉的高技术研究领域。计算机辅助设计与图形学国家重点实验室主要从事计算机辅助设计、计算机图形学的基础理论、算法及其相关的应用研究。实验室的基本定位是:紧密跟踪国际学术前沿,大力开展原始性创新研究及应用集成开发研究,使实验室成为具有国际影响的计算机辅助设计与图形学的研究基地、高层次人才培养的基地、学术交流的基地和高技术的辐射基地。
实验室重视队伍建设与人才培养,形成了一支高层次、高水平的科研队伍,在实验室42名固定人员中具有博士学位者35人,教授、研究员共28人;副教授、副研究员11人。目前,实验室拥有在站博士后6名,博士生80名和硕士生115名。
实验室形成了结构良好的学术梯队。在实验室固定人员中,55岁以上有7人,占总数的17%;46岁-55岁有4人,占总数的10%;36-45岁有21人,占总数的50%;35岁及以下的有10人,占总数的23%。
实验室有中国工程院院士2人,973首席科学家1人,长江学者2人,“百千万人才工程”国家级人选 3人;国家杰出青年基金获得者5人; 教育部新(跨)世纪优秀人才培养计划入选者4 人;浙江省有突出贡献中青年专家4人。1位博士生的学位论文入选全国百篇优秀博士论文。
实验室拥有包括两个校区在内共计3500平方米的机房与办公用房,具有一流的面向研究的软硬件平台,以及丰富的数字资源。10套(台)30万以上的大型仪器设备,如CAVE系统、高分辨率大屏幕投影显示系统、红外热像仪、三维扫描仪、激光三维扫描仪、力反馈数据手套等均面向校内外开放。

研究方向:
1、计算机辅助设计
(1) 先进产品建模技术。
(2) 产品创新设计技术。
(3) 虚拟技术。
(4) 分布协同设计技术。
(5) 面向机械、建筑、纺织、工艺美术等领域的专业CAD
技术及实用化系统的研发。
2、计算机图形学
(6) 真实感图形的高效绘制。
(7) 几何计算与设计。
(8) 视觉计算。
(9) 计算机动画与游戏。
3、虚拟现实技术
(1) 虚拟环境的表示和感知。
(2) 自然人机交互技术与界面。
(3) 增强现实技术。
4、面向领域的可视计算与分析
(1) 生物医学领域的信息处理和可视分析。
(2) 电磁、红外等信号的可视计算。
(3) 体数据的可视化及其分析。
(4) 海量数据的表达及判别分析。

科研成果
1、基于多投影的高分辨率、宽视角立体显示系统
项目简介:
基于多投影的高分辨率、宽视角立体显示系统,采用智能拼接技术将多台投影机画面无缝融合成完整的、同步的、色彩一致的大型显示。显示系统由一套虚拟现实驱动系统所驱动,可提供高性能的二/三维图形实时显示。
该系统的特点在于:能适应各种工程、商业投影仪,造价远远低于国外产品;与LED屏相比分辨率高、能耗小、成本低,安装及维护方便;投影机拼接形式多样化,能支持360度环幕,通道数不受限制;三维图形驱动性能强,可支持千万面片级别虚拟环境。
应用领域:
科教/文博/商业的展览、工业/军事/警事/交通仿真、文教及娱乐设备、视频会议、面向公众的信息传播、城市规建评审决策等领域。

2、一种与视点相关的基于四队列优化的地形网格生成方法
项目简介:
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提出一种与视点相关的基于四对列优化的地形网格生成方法,使得地形构网能利用视域连贯性,同时还能控制构网的三角形数目,使得生成的地形网格给定的误差计算下最小。为实现这样的目的,本发明利用了视域连贯性,采用四个队列来驱动三角形的实时构网,把剖分队列分成两组:需要剖分的三角形队列和不需要剖分的三角形队列;把合并队列分成两组:需要合并的三角形队列和不需要合并的三角形队列。其中,需要剖分的三角形队列和需要合并的三角形队列需要排序,另两队列不需排序。发明所提出的与视点相关的基于四队列优化的地形网格生成方法,包括地形网格及四队列的初始化,误差的重新计算及四队列更新,四队列驱动的三角形构网三个基本步骤。应用领域:
本成果可用于地形漫游过程中的实时构网,大规模场景地形的实时绘制,提高绘制过程中地形网格的生成效率,控制地形三角形的生成个数。

3、一种与视点相关的用于地形网格生成的误差度量方法
项目简介:
本发明的目的在于针对现有技术的不足,发明了一种新的与视点相关的用于地形网格生成的误差度量方法,该度量方法能精确且保守地估计生成的网格 数据与原有网格在经过绘制过程后在视觉上呈现的误差。误差判断无论在精度上还是在存储上,都是十分有效的。本发明可广泛地用于地形模型的实时可视化及层次细节简化过程中。这种与视点相关的用于地型数据简化的误差度量方法,包括四个步骤:1对地形高度场采用三角形二剖分法生成地形网格,并确定每个地形网格剖分顶点的影响区域; 2计算每个地形网格剖分顶点的高度误差;3计算每个地形网格剖分顶点的误差包围体;4在屏幕空 间中,任意给定一个视点,计算每个地形网格剖分顶点的屏幕误差。
应用领域:
本成果可以用于对地形网格生成的误差度量,可以用来判断地形绘制的失真
程度,用来评价各种地形网格生成算法。

4、捷灵三维造型软件
项目简介:
该软件为一款三维造型软件。主要为地理信息系统提供普通建筑地物造型的一个平台。该软件对于三维模型完全采用多边型表示。用户从系统提供的一些基本型体出发,通过交互界面指定各种操作命令和参数,经过一系列操作命令生成最终的模型。系统支持多种输出格式,使得最终生成的模型能被其它商业软件所应用。该软件提供了一个操作简单、灵活,但功能完备的面向仿真应用的实体造型系统。它具有操作简单、直观、快速的特点。该软件针对普通用户设计,不需要非常专业的技术背景。如果有比较强的美工雕塑背景更佳。
应用领域:
本成果主要为地理信息系统提供普通建筑地物造型的一个平台。同时本成
果也可为一个造型软件二次开发提供底层平台。由于面向的普通用户,操作简单快捷,相对于一些商业化造型软件适用人群比较广泛。

5、大规模地形绘制引擎开发工具包
项目简介:
本软件是一个用于二次开发的工具包,以头文件和库文件的形式提供给用户,可通过调用接口,方便的实现大规模地形数据的实时漫游。其主要特性有:建立地形的层次连续细节模形,提出了一种新的地形网格简化测度,该测度保守的估计了简化后高度方向的误差在屏幕空间的投影值,在计算和存储上均十分有效。并采用基于视点连贯性的四队列控制策略来进行实时构网,提高地形的绘制效率。设计一种基于层次二叉树的遍历方式的顶点存储方式,存储的顶点数据是多分辨率组织的,并且没有冗余,可处理超过内存容量的海量地形数据。支持形纹理,把纹理重新分块,组织成四叉树的多分辨率表示方式,设计从硬盘到内存及内存到纹理内两级调度,可进行大尺寸纹理的映射,并可以利用基于纹理金字塔的压缩方法减少纹理数据的存储量。可利用支持法向量纹理的显卡,在地形上使用法向量纹理,从而呈现出具有明暗效果的地形景观。
应用领域:
目前已集成到我们的一个虚拟现实漫游环境中,同时在积极寻找其他用户,进一步推广。本产品主要面向做二次开发的公司、科研单位,用于大规模地形数据的三维实时漫游,可应用于传真引擎,GIS地理信息系统,游戏引擎,虚拟现实,计算机软件等领域,有着广泛的应用前景。

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