三维地形仿真中矢量数据的精确高效绘制方法研究

提出了一种基于模板阴影体算法的矢量数据绘制方法,实现了矢量数据在三维场景中的高质量实时叠加显示.并对其中的关键技术进行了详细论述,最后通过实验验证了该方法的有效性.该方法基于屏幕空间,具有像素级的绘制精度;而且不受地形几何数据的约束,其执行效率与地形数据的复杂度无关,仅取决于矢量数据本身的复杂度.     

一种大规模体数据压缩体绘制策略

针对基于GPU的大规模体数据直接体绘制过程中遇到的显存不足的问题,提出了一种大规模体数据的压缩绘制策略.该策略结合小波变换和分类矢量量化进行数据压缩,采用基于GPU的光线投射算法进行绘制,在绘制时,只解压变换当前绘制所需要的极少数数据,并结合多分辨率绘制,实现实时交互.基于CUDA的实验表明:该压缩绘制策略有效解决了显...     

基于矢量场自适应采样算法的图像体绘制技术

针对医学数据体绘制的特点,研究了体数据矢量场的变化特征,分析了采样频率与矢量场的关系,提出基于矢量场的自适应采样算法,对重建图像贡献最大的数据区域采用高频采样,对其贡献小的数据区域采用低频采样,从而自适应地控制采样步长,提高了重建性能.研究结果表明,自适应采样算法在重建效果不受影响的前提下,将重建速度提高约30％～60％.     

基于矢量量化压缩的大规模体数据直接绘制

针对大规模体数据通常不适合于硬件三维纹理加速绘制的问题,使用基于区域分裂的LBG算法对大规模体数据进行矢量量化压缩,使得其压缩编码适合硬件纹理空间大小.并在图形硬件的可编程渲染器中对压缩后的三维纹理体数据进行实时地矢量解码和绘制,在解码过程中通过设定掩码纹理给出了大规模体数据的局部感兴趣区域的体绘制.实验结果表明,在不同压缩比和信噪比下,大规模体数据绘制的图像仍然具有较高的质量且维持高帧速率,绘制性能满足实时交互.     

基于改进R*树的移动GIS多尺度渐进传输与表示

针对传统单一尺度空间数据在低速无线网络环境中难以由移动GIS下载与表示的问题,在研究矢量数据多尺度表示与R*树空间索引的基础上,设计并实现了改进的多尺度R*树空间索引算法.该算法使得R*树中非叶子结点能够关联合适尺度的空间对象实体,保证海量的矢量数据在服务器端得到了有效的多尺度组织.在该算法的基础上,借助于移动GIS端所设计的缓冲式多尺度空间数据存储与管理,以及基于请求/应答模型的GML流式数据传输,设计并实现了面向移动GIS的矢量数据多尺度渐进传输模型,从而使得移动GIS能够以较高的效率下载和表示各种尺度的空间数据.通过真实的土地利用现状空间数据实验,验证了该方法在无线网络情况下能够有效地提高移动GIS的数据传输效率.     

基于矢量斜分解系数的近似状态转移矩阵及在轨道确定中的应用

单位矢量法是由中国科学院紫金山天文台提出并得到了广泛应用的一种轨道确定算法。在将单位矢量法与微分轨道改进这两种算法分析比对的基础上,我们提出了适用于短弧段不同类型观测数据进行融合轨道确定的计算方案。该方案基于位置和速度矢量的斜分解公式,构造了轨道计算算法中的状态转移矩阵的近似计算方案。与经典的微分轨道改进算法相比,新算法在计算近似状态转移矩阵的过程中,不涉及状态转移矩阵的复杂计算,简化了算法;与单位矢量法相比,从理论上分析清楚了该方法的收敛机制,以及单位矢量法在加权处理上所存在的缺陷,较好地解决了加权问题,使得新方法比原单位矢量法具有更好的通用性。仿真数据和实测数据的数值结果表明,该方法具有较好的数值稳定性和合理的权重分配。     

基于阈值优化的CDRM-SVM入侵检测算法

为了提高中心距离比值法预选取支撑矢量的效率,降低支撑矢量机的训练时间,引入自适应动态克隆算法对中心距离比值法的阈值进行优化,并将该算法应用于入侵检测中,提出了基于阈值优化的CDRM-SVM入侵检测算法.算法首先利用自适应动态克隆算法对中心距离比值法中的阈值进行优化,获得理想的阈值,从而可以提取出包含全部支撑矢量的边界矢量集,然后使用边界矢量集代替训练样本集进行支持矢量机的训练,大幅度减少了训练样本的数量,使支持矢量机的训练速度显著提高.同时,由于边界矢量集中包含了支撑矢量,因此,支撑矢量机的分类能力没有受到影响.采用KDDCUP 99数据集进行试验,试验结果表明:与传统方法相比,在保证性能的情况下,所提算法能够有效地降低支持向量机的训练时间.     

基于World Wind矢量数据压缩的研究与实现

矢量数据的压缩对于数据网络传输以及提高整个可视化系统的效率来说是一项很莺要的工作.本文对现有曲线矢量数据压缩算法进行比较,着重分析了曲线矢量数据压缩的Douglas-Peucker算法及相关理论,给出了该算法的递归实现,并在World Wind环境中实现了Shape格式文件的快速显示.实验结果证明,经过压缩后的矢量数据兼顾存储空间和显示精度,提高了World Wind应用效率.     

一种新型矢栅转换的平行线扫描算法

目的矢量数据向栅格数据转换的问题.方法在射线法和扫描法的基础上提出了平行线扫描算法,详细地论述了该算法的基本思想和特点.结果减少了大量的栅格判断的计算,数学判断简单可靠,还保证了运算的准确性.结论是一个矢量向栅格的数据新的转换算法,大大提高了运算的效率和精度.     

地理信息系统中矢量数据的三维可视化技术

在概述了GIS技术发展现状的基础上 ,提出了发展基于平面矢量数据的三维可视化技术 .该技术采用构造的实体几何法来表达三维空间物体 ,将简单的实体通过集合运算组成所需要的物体 .提出绘制平面多边形的算法、直接拉伸法、角度拉伸法、弧度拉伸法和球体拉伸法 5种简单实体的实现方法 .通过它们之间的组合使用得到复杂的三维物体 .     

三维数据场体绘制研究进展

三维数据场的体绘制技术具有重要的学术意义和应用价值,已成为计算机图形学的一个热点研究方向。介绍了体数据场按物理特征和几何特征的分类,综述了三维数据场体体视化的两类绘制算法——面绘制和直接体绘制,描述了各种体绘制算法的基本思想,分析比较了相应的关键技术,详细讨论了体绘制技术的最新研究进展.     

基于可编程GPU的快速体绘制技术

新一代的图形显示硬件集成了以图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)为核心的可编程顶点着色器和可编程像素着色器,为实现实时体绘制技术提供了硬件加速支持.该文首先分析了可编程GPU的绘制流水线、硬件体系结构和快速绘制原理.最后基于可编程GPU实现了医学体数据的快速最大密度投射体绘制方法.实验表明,采用GPU的可编程像素着色器进行体绘制所需要的时间明显地少与不用GPU的可编程像素着色器进行体绘制所需要的时间.     

基于纹理硬件的大规模体数据快速绘制算法

针对大规模的体数据 ,有限的硬件纹理内存将大大降低算法的有效性 ,提出了一个新算法用于加速基于纹理硬件的大规模体数据的体绘制。基于一个新的 4级体数据装入流水线 ,算法在绘制前快速有效的对体数据进行预处理后 ,只将对最终结果图像有贡献的体元装入纹理内存并用于绘制 ,从而有效的降低了系统负载。同时 ,提出的算法支持对原始体数据分类阈值的交互修改与分类结果的快速预处理与交互显示。实验显示 ,与原始的基于纹理硬件的体绘制方法比较 ,本文提出的算法节省了 40 %到 6 0 %的绘制时间     

一种实现空中显示和虚拟交互的体绘制方法

为了不受限制地在三维空间中直接观测体数据三维可视化结果,并且进行非接触式交互,提出了一种空中显示和虚拟交互的体绘制方法,将空中显示和虚拟交互结合应用到光线投射体绘制算法中,并在此基础上设计了一种体数据空中显示和虚拟交互的系统.实验结果表明医学影像体数据绘制图像能够很好在空中显示,而不依赖于任何的显示载体,空间真实感强烈.同时,能够通过体感感知检测手势实现非接触式交互,交互方式灵活自然,对观测者限制小.     

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.     

可编程GPU技术的应用研究

本文主要介绍了GPU的工作原理和技术支持,研究了利用可编程GPU的体绘制技术,分析了利用可编程GPU进行图像编码与实时绘制的一种方法和算法．