基于点区域分布的多边形窗口线裁剪算法

通过判断多边形窗口顶点相对于裁剪线段所在直线的区域分布,明确窗口的哪些边与裁剪线段所在直线相交;再通过判断裁剪线段两端点相对于这些多边形窗口相交边的区域分布,最后确定裁剪线段与多边形窗口的实际交点.避免大量不必要的求交运算和其他复杂的辅助操作.实验结果表明:新算法提高了裁剪效率,对各种情况都能快速、正确地得到结果.     

与视点相关的多分辨率地表模型简化算法

为了提高交互式显示复杂三维模型的效率,针对规则地表模型提出一种多分辨率简化算法,充分利用帧间相关性加速动态简化过程。算法采用自适应四叉树结构判定地表模型可见性区域,减少绘制过程中处理的数据量。同时根据帧间变化的规律性,按照相邻帧间显示状态发生改变的顶点集合来局部修改需要绘制的三角形链表,并对其进行可见性裁剪,从而快速得到当前帧的简化网格模型。实验结果表明,该算法有效减少了简化计算量,对中等规模地形绘制速度可达到15帧/s,基本能满足交互式漫游的实时性要求。     

一种处理交点退化现象的高效多边形裁剪算法

针对复杂多边形裁剪中出现的多边形彼此间重点和重边现象,提出了一种能够处理交点退化现象的高效多边形裁剪算法.该算法利用单向链表实现多边形的存储,同时基于单调链的平面扫描法求解多边形间的交点,减少了多边形顶点的遍历次数和求交次数;对于重点和重边现象,通过交点关联的线段间的方向关系判别交点的进出性;最后更新多边形顶点序列,获取裁剪结果.实验结果表明,该算法能够完成对含内环多边形的裁剪,在交点退化情况下也能获得准确的裁剪结果.且该算法裁剪效率较Greiner-Hormann算法大幅提高,具有很高的执行效率和实用性.     

基于小波分析的点采样表面简化

在对点采样表面进行小波分析的基础上,提出了2种新的点采样表面的简化方法.通过对目标表面的空间频率及信号能量进行控制,实现点采样表面的简化.方法一,通过对点采样信号进行低通滤波及降低采样率的方式对表面进行重采样;方法二,通过对点表面进行能量阈值化,对不同区域使用不同采样率的方式进行非均匀采样.实验表明,这2种方法能够分别在目标表面最高空间频率及最低信号能量准则下,实现点采样表面的有效简化.提出的点采样表面小波处理流程还可应用于点采样表面的几何压缩、特征检测与提取和点采样表面的编辑.     

基于Surfels表示的点模型的布尔运算

为了实现表面面元表示的离散点模型实现布尔运算的算法，提出了一种简单而快速的点模型布尔算法。通过构造适合于邻域搜索的KD树层次结构，实现了快速为点云找其最近相邻点，对面元的内外及相交测试和边界Surfels的自适应划分，用Splating方法绘制点模型。实验表明，该算法运算简单，提高了内外判别的准确性和边界的精度。     

一种改进的点定位算法

通过对传统的点定位算法——奇偶法则算法的分析 ,提出了一种改进的奇偶法则的实现算法 .在改进算法中 ,从待判定点引出的射线定义为与 x轴平行且与其同向 ,对射线与区域边界边的相交情况进行了分类处理 .通过分析射线与边界边的位置关系 ,只有少数情况需要计算其交点 ,而大部分情况只需简单比较即可得出相交情况 .当射线穿过两条相邻边界边的交点时 ,根据定义的法则 ,只进行一次相交情况的判定 .因此 ,改进算法减少了计算交点的次数 ,提高了点定位的效率 .最后通过实际应用 ,对传统算法与改进算法在同样条件下的处理时间进行了比较     

脉搏波图像的包络线提取与特征点跟踪

针对传统包络线提取需要手工绘制的问题,提出一种自动识别多普勒超声图像包络线方法.该算法首先对脉搏波图像进行ROI区域裁剪,然后利用最大类间方差阈值法二值化图像,结合形态学方法和Sobel算子边缘检测提取脉搏波的包络线,最后采用多门限阈值法判断和分析脉搏波特征点,实现了对脉搏波图像包络线提取和对脉搏波特征点的精确定位.     

基于经纬网格的点云孔洞填补算法

为解决三维点云数据存在复杂的点云孔洞、对后续处理造成影响的问题,提出一种基于经纬网格的点云修补算法。首先将点云的三维坐标转换到球坐标系,形成三维球体,并对球体进行经纬网格的区域划分;然后找出每一个网格区域对应的点云三维坐标点,并求出点的密度;最后,利用密度较小区域邻近区域的点进行样条插值,来填补孔洞,实验证明了该算法的稳健性,恢复复杂物体的表面信息效果较好。     

基于粒子群优化聚类算法的点模型简化

为了有效地简化稠密采样点模型,提出了一种基于粒子群优化聚类算法的点模型简化方法.引入了具有强大全局寻优能力的粒子群优化算法,对传统的k-均值聚类算法进行改进,基于改进的聚类算法对点模型进行简化,选取具有最优个体适应度函数的粒子作为原始采样点集的最终简化模型.算法聚类依据采样点的空间位置、法向和曲率的邻近性,实现了点模型表面区域几何特征保持的简化.同时在聚类区域的划分中考虑了曲率阈值和区域半径,使得算法在有效地保持特征边界和曲面细节的同时,能够生成高质量的简化曲面.实验结果表明,粒子群优化的k-均值聚类算法克服了传统聚类算法容易陷入局部极小的缺点,具有更好的全局收敛性和较快的收敛速度.该简化方法在有效简化点模型的同时,很好地保持了原始模型的几何形状,且在相同简化效率下能够生成更高质量的简化曲面.     

一种基于样图的三维纹理合成优化算法

为了避免网格重建过程,提高大量三维采样数据的快速绘制处理速度,提出一种有效的三维纹理合成算法.该算法为点模型上每一点建立邻域关系,并在点模型上建立方向场,将初始化纹理值作为基础纹理;建立模型上的点与样图的映射关系,并依次在样图中为点模型上每一点选取合适的纹理值;用点的绘制方法,完成纹理合成.实验结果表明,该算法能在三维模型上生成光滑、连续的纹理,算法纹理合成质量较好.     

基于多步法绘制理论的抛物线裁剪算法

基于多步法绘制原理和Brensenham算法，提出一种新的关于抛物线的线性化裁剪算法。该算法首先线性化计算，由给定抛物线生成绘制时所需的两个数组，然后考虑到各种裁剪情况，利用两数组实现抛物线与窗口裁剪线的求交运算，得到相应的裁剪数据，最后再绘制出所求的裁剪图形。     

医学体数据三维重建的体绘制加速算法研究

研究有效的体绘制加速算法.在抛雪球法的基础上,采用提取最近表面体素的方法实现加速.提出新的分割方法,以体素原有的灰度值作为颜色值的3个分量,将所有体素的不透明度设为0.9或1.0,结果表明,加速算法能满足显示要求且加速作用明显.该加速算法结合了表面绘制方法和体绘制方法的优点,但只适用于不透明物体的重建显示.     

基于VTK肝脏组织图像的3维重建

研究了表面绘制和体绘制技术问题,表面绘制采用移动立方体法,体绘制则采用光线投射法,通过比较2种技术结果讨论了它们的特点。     

基于连续细节层次的地表模型实时绘制算法

研究地表模型的实时绘制,提高绘制速度及可信度。采用点到平均平面的误差度量和基于渐进网格的动态简化方法,使简化可随视点参数而动态变化。     

一种改进的圆裁剪算法

对圆裁剪的经典算法进行了改进，引入4个判断准则，在经典算法进行求交点前就能准确地判别出位于矩形框边界外的交点，从而不必去计算出这些交点的坐标。实践证明，改进后算法的效率有了一定的提高。     

一种象素级图形裁剪的FPGA实现方法

图形裁剪是计算机图形学的基本内容,现有的图形裁剪算法大多都针对基本的图形元素———直线进行裁剪,在此基础上,出现了大量研究多边形裁剪的算法.象素级图形裁剪以基本的图形元素———象素为单位,介绍了象素级图形裁剪算法的基本思想和实现过程,在研制的图形显示系统平台上,提出了一种采用FPGA硬件实现象素图形裁剪的新方法,它适合于任意窗口,具有通用性;同时,这种硬件实现的图形裁剪与纯软件实现的算法相比,在裁剪速度上具有明显的优势.     

Hierarchical surface fragments

A new compact level-of-detail representation, called hierarchical surface fragments, for geometric objects with highly complex shape is presented. The representation comprises a set of irregular unstructured sampled surface fragments, whose boundary is a circle viewed along its normal. An efficient algorithm to construct the representation is described. In depiction of the framework for visualization, a screen tile technique for acceleration of rendering is proposed. Since an approximate z-buffer algorithm is adopted to fast determine visibility of each rendering primitive, a new buffer, z-delta-buffer, is designed to facilitate solving the problems raised by the approximation and to improve the image fidelity. Finally, a solution is provided to integrate our rendering approach for hierarchical surface fragments with traditional polygon-based methods.     

基于点模型的Blending绘制和消隐方法

采用点八叉树数据结构并设计颜色融合数组, 解决了大型点云数据在绘制速度和质量方面的难点. 点八叉树数据结构可在耗时大的绘制过程执行前预先进行不可见点的剔除, 便于根据视点远近选择不同的细节层次和绘制策略, 以便控制绘制的复杂度与速度. 由插值误差δ控制的颜色融合数组在提高绘制质量的同时还实现了消隐.     

基于舍弃采样的光线投射加速算法

光线投射法是一种重要的体绘制算法,但直线上采样点的确定和采样值计算是非常费时的,也是影响体绘制实时性的重要因素.针对这个问题,该文利用对象空间的相关性,采用舍弃贡献不大的射线段参与采样的方法,加快了绘制速度.同时利用平面簇的交点可以快速求得直线上的采样点及其特征值,结合自适应采样方法,提高了绘制图像的质量.改进以后的算法复杂度明显降低,实验结果证明绘制速度可以提高20%左右.     

基于多分辨率的非真实感绘制

提出了基于多分辨率方法和像素8-邻域概念绘制图像的方法。采用金字塔生成多幅不同分辨率的参考图像，按照分辨率由低到高的顺序逐层绘制；每层绘制由一组画笔完成，画笔由一系列骨架点控制，运用像素8-邻域的概念生成一系列骨架点。通过多个参数的不同设置，能够方便灵活地把一幅照片渲染成一定风格的艺术图像。