在Vega中实现基于PCF算法的反走样阴影

为了解决基于Vega平台进行虚拟现实开发时的阴影绘制和阴影优化难题,通过剖析阴影生成技术,利用Vega的回调机制,调用OpenGL实现了Vega环境中的实时阴影绘制。由于深度纹理的分辨率不够,造成了阴影边缘的锯齿状走样,通过PCF算法来增加阴影边缘的采样率,可以得到边缘模糊的反走样阴影。在Vega中通过GLSL语言,编写顶点处理和着色片元程序。利用GPU阴影映射硬件的加速性能,实现了边缘优化的实时反走样阴影。实践证明,基于PCF算法的反走样阴影满足基于Vega平台进行虚拟现实开发的要求,能大大提升虚拟现实应用的沉浸感和真实感。     

基于阴影图的植物阴影算法改进及其绘制

采用帧缓冲区对象(frame buffer object,FBO)技术来改进传统阴影图(shadow Map,SM)算法,即利用FBO技术将场景深度信息直接渲染到纹理中来提高算法的执行效率.依据纹理法线与光源方向的点积来模拟树干及器官几何mesh模型的自阴影,并通过提高分辨率改善投射阴影边缘的锯齿问题.在改进后的SM算法基础上结合方差阴影图(variance shadow map,VSM)算法实现植物软阴影.以植物参数化三维模型为例,采用VS2008、OpenGL图形标准和可编程图形硬件技术,在ParaTree参数化单株木建模工具软件中集成改进后的阴影图算法,实现了植物自阴影边缘的平滑过渡和光源在不同高度角条件下不同阴影亮度的硬阴影和软阴影效果.     

一种改进的实时软阴影算法的设计与实现

在解决实时渲染时的阴影边界走样时,常用的(Percentage Closer Filter，PCF)方法不仅效率低下,而且边界处的平滑效果也很有限。改进了PCF算法,使算法的执行效率更高,且有更好的反走样效果。首先分别以相机和光源为基准来构造裁剪坐标系,通过2次绘制来锁定产生阴影的像素区域,然后用改进的高精度滤波模板对阴影进行适应性反走样处理,使平滑操作集中在对视觉效果有重要影响的边界区域上,有选择地优化了数据,从而大幅提高了全局计算效率。实验结果证明,文中算法比常规的PCF算法在执行速度上有明显提高,效果上也得到一定程度的改善,达到了效率与效果的优化折中。     

三维场景动态模糊阴影算法实现

针对shadowmap算法,论述其基本原理,从数学角度解释自阴影以及锯齿现象出现的原因,利用z偏移和增加深度信息精度来解决自阴影现象,提出一种多次采样的算法来平滑阴影,消除锯齿影响,并基于DirectX3D实现,通过测试证明算法的可行性.     

基于边缘特征的汽车运动阴影去除算法

首先设计了一种新的预处理流程,去除非阴影及车辆区域的边缘;其次,对边缘图像进行填充,得到运动部分的轮廓边缘图;最后,建立边缘擦除法则,擦去阴影部分的边缘,并对边缘图进行填充,得到最终的去除了阴影的目标图像.算法的核心是将前景图像中的阴影边缘从目标边缘上分离出来,着重解决了实际应用中经常出现的目标轮廓图边缘和实际阴影轮廓边缘不重合造成阴影边缘无法去除的问题,同时很好解决了多个前景目标因阴影而粘连的情况.大量实际道路视频图像的测试表明,本算法去除阴影效果好,有较强的实际应用价值.     

大规模场景中实时阴影的绘制

为解决大规模场景中绘制实时阴影的问题,提出优化的阴影体算法.通过访问场景模型的最简单LOD,获得轮廓边缘的检测数据.采用删除面内边的方法有效提高轮廓边缘的检测效率.根据模型的位置,选用基于CPU的Z-Pass方法或基于顶点着色器的Z-Fail方法渲染阴影.优化算法在航海模拟器大规模场景的应用表明,利用该算法绘制的阴影效果满足实时性和真实感的要求.     

一种新的阴影算法

本文通过对Williams的Shadow Z—Buffer阴影算法的分析和研究,建立了一个圆锥阴影模型,设计了一种新的阴影算法。圆锥阴影模型可以用空间精确的点判别空间精确点的可照性,从而避免了因点取整带来的问题。阴影算法中引入了盒子试验,提高了算法的速度。利用这个模型和算法可以产生任何物体的各种阴影。     

自适应实时阴影算法研究与实现(英文)

提出一种有效的自适应阴影算法。该算法首先用多个有不同深度的阴影图来替换传统的一个阴影图,然后在绘制场景到屏幕之前,将场景绘制到一个屏幕缓冲纹理中,对其进行PCF和模糊处理,最后生成阴影。实验表明,该算法简单实用,不仅能够在保证大规模场景绘制速率的同时,生成令人满意的逼真实时阴影,还能达到在大规模场景中实时绘制阴影的效果。     

图形硬件加速的实时阴影生成方法

针对虚拟环境中阴影计算时间耗费较大的问题,提出了利用图形硬件特性加速阴影绘制的方法.算法基于图像空间,采用三遍绘制方法.第3遍绘制用于计算物体的真实感光照,并对阴影边界的走样现象进行了处理.利用硬件的图形处理单元GPU的处理能力和OpenGL特性扩展,在GPU编程和通用OpenGL实现两个层次上进行了实验,实验结果表明,三遍绘制方法产生的光照和阴影效果更真实,得到的阴影边界更平滑.     

基于球体追踪的动态视差遮挡映射算法

提出了一种利用球体追踪进行逐像素光照计算的动态视差遮挡映射算法.该算法先对纹理的高度图进行预处理,为纹理高度空间内的任意点到高度图中保存的实际表面建立最短距离映射,并在图形处理单元（GPU）像素着色器上利用距离映射进行球体追踪,获得准确的纹理视差偏移值,同时加入纹理的自遮挡效果,生成软阴影.算法还利用可编程GPU管线进行硬件加速,以满足实时渲染的要求.与在高度图上进行固定步长线性采样的动态视差遮挡映射算法（DPOM）相比,所提算法的处理效率可提高3.3倍,并且不会出现DPOM算法在步长较大时出现的纹理漂浮现象.     

一种光照不变性模型下的阴影去除方法

提出了一种新的基于光照不变性模型的阴影消除方法。首先对二维光照不变性图像恢复阴影,再利用基于互信息的图像融合去除运动目标的投影,最后通过图像镜像消除边界条件的制约,改善阴影去除效果。实验结果表明,该方法能够有效地消除运动目标的阴影。     

基于区域的运动阴影检测方法

为了使阴影检测结果更加准确和鲁棒,提出了一种基于区域的运动阴影检测方法。该方法从阴影具有的物理特性出发,考虑了区域内所有像素的总体特征。将每帧图像进行合理的分块,并且采用基于梯度的方法对运动区域边缘的小块进行合并。对每个小块根据阴影区域和对应的背景区域之间具有较强的结构相似性和色度近似性的特点进行阴影检测。实验结果表明,阴影检测准确率超过90%,其结果明显比基于颜色不变量的方法有效。该方法能够准确而鲁棒地检测出运动阴影。     

一种改进的基于统计的阴影检测方法

阴影检测与抑制是视频处理系统不可或缺的环节。该环节将直接影响目标跟踪、物体识别等的精确性。常用的阴影检测算法很难同时解决好阴影的误检和漏检这一对矛盾问题。本文根据Gabor滤波器在空间域上可选带宽和方向的特性,并结合基于统计的方法来实现阴影检测。这种方法的优点是综合考虑了亮度、色差和纹理特性,从而能优化阴影检测效果。     

基于类虚拟化的影子页表加速方法

影子页表作为内存虚拟化地址转换问题的解决方案之一,其性能开销主要源于客户机页表和影子页表不一致造成的缺页异常。实验发现:在使用影子页表技术的虚拟机中,缺页异常引起的虚拟机陷入占所有虚拟机陷入的70%以上;这些缺页异常中,30%的缺页异常由客户机页表本身引起,从而造成不必要的虚拟机陷入。客户机的不必要陷入可以通过结合类虚拟化思想和硬件虚拟化条件优化技术并调整影子页表的缺页异常处理流程来解决。为验证上述方法的有效性,设计并实现了AccSP原型系统。实验结果表明,AccSP能够使得系统性能得以稳定提升。     

基于梯度特征的高分辨率卫星遥感影像阴影检测

以高分辨率卫星遥感全色影像为数据源,根据阴影区在影像上的灰度与梯度特征,研究了它与水系、建筑物、绿地、道路等地物类型的区别,描述了阴影边界与太阳方位角的关系,并在此基础上针对实验数据提取阴影区.结果表明,所采用的方法能有效地识别影像中的阴影.     

基于虚拟现实技术的阴影算法理论研究

阴影的生成在体现虚拟现实环境的真实感程度方面至关重要,阴影生成算法的重点是在保证实时的帧率,或是生成高质量的阴影以及半阴影效果这两个不同的方面.本文主要概述了一些阴影生成的算法,在对各种算法全面概括的基础上,讨论了不同算法的优点、局限以及差别.通过对各种算法进行比较,可以发现不同的算法在实时性和正确性之间做出了适当的选择.     

局部阴影条件下基于梯度直方图的模糊相关图像检索

在局部阴影条件下对图像进行检索会受到多种因素的干扰,影响检索结果的可靠性。针对局部阴影条件,提出一种基于梯度直方图的模糊相关图像检索方法,采用ICA降噪方法对局部阴影条件下的图像进行降噪处理,依据频域对图像进行增强处理。通过Sobel算子提取图像边缘,求出水平方向与垂直方向的亮度差分相近值,确定出每个方向关键边缘像素的数量,建立图像边缘梯度直方图。依据梯度直方图,通过斯皮尔曼等级相关系数求出检索图像与图像库内模糊相关图像的相关系数,确定出图像间的相近度,将相近度最高的图像看作模糊相关图像检索结果。经实验验证,所提方法检索效果好,检索性能高。