基于动态纹理和粒子系统的喷泉模拟

喷泉效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感.粒子系统是实现喷泉效果的有效方法,但该方法由于需要大量三角形单元的绘制,会降低虚拟现实系统的实时性.这里采用矢量控制法来建立粒子系统喷泉模型,然后渲染成一定幅数的连续图像,将这些图像作为贴图,同时采用billboard技术和动态纹理技术实现纹理喷泉的绘制,既保证了系统的真实感,又提高了系统的实时性.     

基于粒子系统实现船舶航迹仿真的加速方法

为解决大规模粒子系统的实时性问题,提出一种基于LOD技术和硬件加速技术的混合加速技术.根据视点与景物间的距离建立粒子系统的LOD模型,并将该模型融入基于GPU的渲染流程中.整个实现流程采用FBO技术,通过两遍渲染方式完成粒子系统的绘制.虚拟海洋场景的船舶航迹实时试验表明,该方法可显著提高粒子系统的运算效率和绘制速度,与未采用任何加速策略而单纯基于CPU的绘制方法相比,其绘制效率提高近12倍.     

基于GPU粒子系统的烟花实时仿真

烟花的仿真对于烟花燃放编排、动画游戏、影视特效等有着非常重要的应用.基于粒子系统可以进行烟花的模拟,但粒子数较多时常常绘制速度较慢.引进最新发展的图形硬件加速绘制技术,提出了一种基于GPU(GraphicProcess Unit)粒子系统的烟花绘制技术,并构架实现了一个实时的烟花仿真系统,实现了不同烟花燃放场景的真实感仿真.     

应用粒子系统构建云雾模型

随着科学技术的发展以及互联网的广泛应用。使用计算机图形学和虚拟现实技术对不规则物体进行模拟现今已经在国防、气象、网络架构等领域得到了广泛的应用。使用粒子系统对云雾等不规则图形进行模拟可以极大地减小模型3D真实度对计算机配置的需求,降低平台架构难度。同时由于粒子系统建立模型的随机性使得建立的模型具有更加自然的视觉效果,更加合理的物理学结构从而能在广泛的领域得到应用。本文应用粒子系统与纹理过程函数相结合的方法对自然景物中的云雾模型进行模拟,在具体的模型绘制过程中应用纹理映射和Billboard技术来实现,从而提出了一种多种建模方式相结合的模拟不规则物体的全新方法。     

基于粒子系统的火焰仿真方法概述

本文对计算机图形学领域的不规则物体—火焰建模及模拟方法的研究动态进行了综述性介绍,总结了纹理映射、分形模型、物理过程、扩散过程、粒子系统几个主要方法的特点及使用场合,并详述了基于粒子系统的火焰仿真过程。     

基于粒子系统的可控位置的烟花模拟

粒子系统是用来模拟不规则运动物体的一种比较有效的方法。首先阐述了粒子系统的基本原理,对烟花粒子系统的基本模型和燃放原理进行了分析。然后利用粒子系统的基本原理,结合烟花燃放的具体特点,建立了基于粒子系统与纹理映射的烟花动态模型。模拟了烟花从上升到爆炸,再到消失的过程。在已建好的模型中结合VisualC++6.0提供的鼠标消息函数,通过鼠标来控制烟花燃放的位置。实验结果表明,该方法满足实时性和逼真性的要求,使得烟花模型可控性、灵活性加强。     

基于粒子系统的水滴溅落模拟

粒子系统因其灵活性,适应性等特点,被广泛应用于不规则物体模拟。介绍了一种基于粒子系统的水滴溅落模拟方法并设计了相应的数据结构,采用结构化的粒子模拟水滴,使用了纹理映射等技术实现了水滴粒子的可视化。实验结果表明,该方法形象地反映了水滴溅落的整个变化过程。     

纹理映射体绘制的Java 3D实现

目的设计实现一个虚拟心脏系统原型,重点讨论其中的基于纹理映射的体绘制方法,给出用Java 3D软件方法实现纹理映射体绘制。方法获取CT心脏断层数据,对其进行预处理,在此基础上进行图像的滤波、分割、配准及裁剪,最后实现基于纹理映射体绘制的三维重构。结果用Java Java 3D实现了虚拟心脏系统原型中基于纹理映射的体绘制。结论采用软件方法(Java3D)实现了纹理映射硬件的功能,由于不需要三维纹理映射硬件的支持,降低了硬件成本。     

基于样图的纹理合成技术的研究

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成方法后发展起来的一种纹理技术,在大规模场景的生成以及真实感图形绘制和非真实感绘制、计算机动画等方面具有广泛的应用前景。该文对该纹理合成方法的数学模型进行了分析,对典型算法进行了比较总结。     

基于粒子系统的礼花模拟方法

分析了礼花粒子系统的基本模型及建模方法,将许多形状简单的微小粒子作为基本元素聚集起来,形成一个不规则的模糊物体,从而构成一个封闭的粒子系统.在此基础上采用Open-GL、纹理贴图和C++设计实现了三维礼花粒子系统,解决了模拟模糊物体计算不能达到实时性的问题.采用极坐标的形式对礼花的形状进行了改进,使礼花形状达到真正的三维效果,所实现的粒子系统在普通计算机上能达到很好的逼真性.同时采用FMOD引擎加入了声音效果,最后给出了任意形状礼花的实现方法.实验结果表明所提出的礼花模拟系统实现简单,实时性好,并具有极佳的模拟效果.     

基于内容的视频编码系统的设计与实现

设计基于内容的视频编码系统.通过对视频数据的结构和特点的分析,着重描述视频编码系统4个重要组成子模块:场景分析、形状编码、运动编码以及纹理编码子模块的实现,描述本系统中重要对象的数据结构.深入介绍系统中各模块使用的一些新方法:多帧多特征自动提取运动图像的方法,图像填充技术,离散小波变换的方法.设计并实现了功能较为齐全的基于内容的视频编码系统.     

改进局部二值模式算法与Camshift结合的目标跟踪方法

为解决视频实景监视系统中因场景光照、阴影及远距离小目标跟踪易丢失问题,提出一种改进局部二值模式(local binary patterns, LBP)算法与Camshift结合的目标跟踪方法。利用LBP算子纹理和颜色对阴影不敏感的特性,采用改进的LBP算子与高斯混合模型结合进行背景建模和目标检测,以抑制阴影的干扰;同时将LBP算子的纹理和颜色融入Camshift算法中,结合Kalman滤波进行目标运动状态的预测,最终实现对监视场景中运动目标的可靠、稳定跟踪。采集行人、车辆及航空器等不同类目标进行实验,验证了本文方法不仅能够稳定、精确地跟踪运动目标,同时可适用于场景雾天低能见度条件下的目标跟踪。     

多机协同的分布式海上攻防视景仿真

基于高层体系结构,构建了在分布式网络环境下多机协同的海上攻防对抗仿真系统.根据舰载反舰导弹的攻防过程设计仿真模型.为逼真描述作战环境和态势进行视景仿真,采用改进的快速傅里叶变换算法进行海浪建模;利用粒子系统的基本原理,结合OpenGL的纹理映射技术,实现动态爆炸模拟.根据仿真模型设计各联邦成员,将三维视景仿真作为联邦成员加入仿真系统的联邦执行以实现多机协同渲染,从而大幅度提高了显示帧率,并使视景仿真可灵活扩展.     

应用水波弥散特性的舰船航迹三维可视化新方法

针对三维海洋仿真中舰船航迹再现的实时性与显示效果之间的矛盾,提出了一种应用水波弥散特性的可视化新方法.该方法将水面波的弥散特性应用到船首产生破浪的运动建模中,建立了简化的船行波粒子系统模型;然后根据船尾航迹的宽度距离扩散规律,建立了尾部航迹的粒子系统模型,并采用后续渲染技术实现跟海面的融合;最后基于开放场景图粒子系统,在VS2005平台对新方法进行具体实现.水声对抗仿真系统中的实际应用表明,新方法更符合物理运动规律,对整个系统帧速的影响小于1帧/s,有更好的实时性和显示效果.     

基于网格的织物虚拟场景真实感模拟及计算机实现

提出并实现了一种在虚拟场景中进行织物真实感模拟的方法。针对图像形式的特定场景，先确定要进行处理区域的边界，建立区域网格，对网格进行必要的拉伸、旋转等变换；然后进行纹理映射，同时保留场景原有的明暗度关系。运用这种方法建立的织物场景模拟，可使织物设计者能够迅速地检查设计效果，为织物虚拟地展示提供了工具，具有良好的实用性。     

人在环路模拟驾驶仿真实验系统研发

汽车是人机协同控制的复杂系统,基于NI PXIe8108实时控制器、PXI7842R数据采集卡、模拟驾驶输入设备及相关软硬件搭建了驾驶模拟仿真系统;用LabVIEW编程语言建立了车辆动力学模型;用虚拟引擎Unity3D软件开发了视景系统;并通过数据库技术使仿真过程与视景系统相结合,实现仿真过程与三维动画实时视景系统的数据交互。结果表明:通过人在环路模拟驾驶仿真实验,使仿真过程中引入了驾驶模拟操纵,实现了人在环路的人机交互式仿真,得到汽车相关性能仿真结果,为驾驶过程中人和汽车协同控制仿真和极端工况下的仿真,提供了一种安全、可靠的人车协同控制仿真环境。     

基于CRF模型和标签代价的群组多目标跟踪算法

目标身份切换现象在目前的视频多目标跟踪算法中普遍存在,特别是在遮挡严重的场景中.针对这一问题,提出一种结合了CRF(condition random field)模型和标签代价函数的多目标跟踪算法.该算法将多目标跟踪问题转化为求解统一能量函数的最小解问题;同时,将目标的群组状态融合到跟踪器中,减少了目标发生身份切换的概率,提高了算法的鲁棒性.在多个公共数据集中对该算法进行仿真,实验结果显示,在多个性能指标特别是目标发生身份切换次数指标中,该算法优于目前主流的跟踪算法.     

粒子系统理论在空战视景仿真中的应用

针对空战视景仿真中不规则现象模拟这一难点,依据粒子系统基本原理,定性和定量相结合分析了Vega自定义特殊效果模块参数的数值含义,提出了量化粒子系统参数的方法。以空战视景仿真中常见的燃烧、爆炸效果仿真为例对参数的综合使用进行了系统设置,采用量化参数的方法得到相应模拟效果的参数范围,最后进行仿真模拟逐次逼近得到最优参数,仿真结果证明了量化参数的合理性。     

基于时频域特征的场景音频研究

随着人们对于场景音频研究的逐渐深入,现有的分析方式由于存在不能完整反映音频的声学特性等弊端,已经无法满足人们的需求。基于时频域特征的分析方式可以很好地解决这一问题,即通过提取场景音频的语谱图,使待分析信号中包含的声学事件得到完整保留,使其表现得更加直观。语谱图中包含着丰富的纹理信息,选取不同窗长,可分别得到场景音频的宽带语谱图和窄带语谱图。对比实验表明,窄带语谱图可以更好的反映出待分析信号中所包含声学事件的趋势、连续性及分布特征。因此对场景音频进行时频域特征分析更适合使用窄带语谱图。