伯彭波--创新研究课《空间数据的三维重建与可视化技术》开课申请

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1、哈尔滨工业大学（威海）创新研修课程开课申请书项目名称:空间数据的三维建模与可视化技术项目负责人：伯彭波所在院系：计算机科学与技术学院联系电话：13176814805申请日期：2018—3—6哈尔滨工业大学《威海》教务处二O—五年五月制填写说明（不需要打印）1.接纳人数范围为5-15人。2.开课单位填写到系。3.其他主讲教师不能多于2人。4.开课时间填写春季、秋季、夏季，开课周数填写具体周数。5.课程考核方式填写以何种方式进行考核（如研究报告、实物作品等）。6.课程简介、大纲，内容要全面、清晰。课程负责人信息姓名伯彭波出生年月1978.4专业技术职务副教授最后学位博士联系电话

2、13176814805E~mai1pbbo@hit.edu.cn其他主讲教师信息姓名出生年月专业技术职务最后学位承担课时数课程基本信息课程名称空间数据的三维建模与可视化技术课程号开课单位计算机科学与技术学院计算机科学与技术系课程学时（讲课/实践）20/讲课接纳人数15人课程考核方式研究报告开课时间（周/星期/节次）第11-15周，周5,14:00-18:00,（暂定）开课地点待定选课时间第3周周5,16:00选课地点研究院北429选课联系电话13176814805选课对象（年级、专业）计算机学院（软件学院），其他学院课程简介（不少于200字）该课程介绍空间数据的三维建模和可

3、视化，是涉及数学、计算机科学等领域的交叉学科，是虚拟现实、可视媒体、游戏开发等技术的基础，在科学、工业、医学等领域有广泛的应用。空间数据是常见的三维信息表示方式，这些数据的来源包括真实测量数据：比如基于激光扫描的城市大数据，空气中污染物的测量数据等；也可能是仿真生成的数据，比如海洋中水藻随洋流的变化数据，天气预测数据等。在实际应用中，需要对数据进行三维建模和可视化，为数据的进一步处理和分析奠定基础。本课程的教学手段是理论讲解结合编程实践，目的是让学生了解空间数据建模与可视化的基木概念和主要问题，掌握相关解决方法和技术。要求学生针对某一主题进行阅读和调研。题目举例：空间网格曲

4、面的变形技术、基于激光扫描仪得到的空间点云的曲面网格生成技术、基于Kincct得到的点云的模型重建技术、基于医学图像的体绘制技术、基于手机获取图像的三维模型重建技术、其它学生感兴趣的相关题目。该课程主要面向计算机及相关学科的同学及对计算机图形学、虚拟现实等技术感兴趣的同学，要求需要有较好的编程能力（C/C++等）o课程教学大纲（含课堂教学内容、实践教学内容的详细安排，考核方式及要求等，不少于1000字）1.课堂教学内容：1.1空间数据的获取和空间数据的表示方式以及应用背景（2学时）介绍空间数据的三维重建和可视化技术的应用背景：基于海滩三维数据的模型重建；海洋洋流数据的可视化

5、；基于空间曲线的船体三维模型生成；基于城市大数据的建筑场景自动重建；医学CT数据的三维重建；医学数据的体绘制技术等。介绍真实世界的三维物体的数字化手段，如激光扫描、基于图像的表示、核磁扫描设备等。介绍三维物体的表示方式，如点云表示、网格表示、体数据表示等。1.2一个基于OpenGL的三维模型显示程序（3学吋）介绍基于OpenGL的模型显示流程，通过课程提供的一个三维模型展示程序的代码，学些和掌握模型的显示、模型放缩、视角改变操作。1.3网格曲面的表示和相关处理技术（2学时）介绍在计算机中表示三维物体表面的数据结构，介绍该数据结构的具体编程实现。介绍网格模型的文件格式，学习自

6、定义生成一个三维网格模型，如何和常见的商业三维建模软件进行模型交换。介绍面向网格曲面的一些相关操作和算法，比如三维模型的变形技术、网格曲面的细分算法、网格质量优化算法、网格编辑技术等。1.4三维体数据的网格抽取算法（2学时）介绍三维体数据表示到网格表示的转换方法，主要介绍MarchingCubes算法等；介绍Marchingcubes算法的编程实现。1.5空间散乱点集的模型重建算法（3学时）介绍基于空间散乱点集的函数构造方法，以及三维网格的抽取方法。介绍基于空间散乱点集的网格模型重建技术的编程实现。1.6网格曲面的绘制方法（2学时）介绍网格模型的绘制技术，即如何在计算机上绘

7、制出真实感的模型，内容包括光照模型、光线跟踪算法等。1.7直接体数据绘制方法（2学时）介绍体数据的直接绘制方法和在医学成像中的应用，主要介绍Shear-Warp算法和算法的实现。1.8数值优化技术及其在三维建模中的应用（2学时）介绍数值优化技术的初步知识，包括牛顿法等，以及数值优化方法在三维网格重建中的应用。1.9介绍空间数据建模和可视化在理论和应用领域的前沿进展（2学时）内容包括3D打印、建筑造型、数控加工、医学影像等。2.考核方式：考核为研究报告，内容包括2.1针对某一个主题阅读几篇相关论文，撰写研究报告，并作