体绘制中的快速插值方法

插值运算是体绘制中的基本运算,其操作量很大。为此,本文提出一种的新的插值方法,减少每次插值运算的计算量,并根据样点位置及其附近的资料情况减少插值运算的次数。由此可以加快体绘制的成象,而对图像质量没有影响。与已有的快速插值方法相比,新方法更有效。     

虚拟现实系统中飞行器航迹的实时模拟

烟雾等无定形物质的模拟一直是计算机图形学领域一个具有挑战性的问题,烟雾的实时模拟更是一个困难的问题。虽然目前现有技术已经可以生成真实感较强的动态烟雾,但由于这些方法多采用基于粒子系统的体绘制技术生成图像,因而大多数无法满足ＶＲ系统的实时性需求。本文提出了一种在ＶＲ系统中实时模拟飞行器尾部航迹的方法,该方法利用对平面多边形顶点灰度和透明度的扰动实时地生成和绘制航迹,算法简单高效,所生成的尾迹真实感较     

Fast combinative volume rendering by indexed data structure

It is beneficial to study the interesting contents in a data set by combining and rendering variouscontents of the data. In this regard, an indexed data structure is proposed to facilitate the reorganization of data so that the contents of the data can be combined conveniently and only the selected contents in the data are processed for rendering. Based on the structure, the cells of different contents can be queued up easily so that the volume rendering can be conducted more accurately and quickly. Experimental results show that the indexed data structure is very efficient in improving combinative volume rendering.     

基于流体动力学的实时角色动画运动特效

在快速的角色动画中,运动模糊技术经常用于产生梦幻般的人物运动效果,从而渲染设计者想要表达的气氛。长期以来,人们常用硬件或软件方法,仅通过简单的图像融合手段实现运动模糊。为了提供高标准的运动特效,基于全局光照的几何方法变得日渐亟需。但是,这样的计算开销对于实时渲染来说往往难以承受。在此,笔者提出了一种新的用于实时运动特效的几何技术。该方法还能结合流体动力学技术,构建一些沿着运动轨迹体而生成的特殊效果。为了避免每帧重复计算,以及为了突破轨迹生成的数据量限制,首先分解运动轨迹,然后引入多步几何渲染技术,实现几何模型的实例化,从而达到重复利用几何资源的目的。在渲染流程中,为了使该方法可以灵活地运用于各种流体效果之中,轨迹追踪的步骤和流体解析的过程是设计成独立的。由于该算法是建立在GPU几何着色的并行环境下,当达到影片质量级别的渲染效果时,它依然能够保证极高的计算效率,最终实现包括运动模糊等特效在内的场景实时渲染。     

三维数字城市的大规模微观交通仿真

为了模拟大城市微观交通流状况,基于目前图形硬件的快速发展,通过把道路和交叉口分开,然后用交叉口把不同的道路和信号灯连接在一起,并在跟驰模型中加入安全约束项,充分考虑不同车道的限速问题,采用C++语言设计了一种基于三层结构的异构众核计算架构的大规模三维微观交通仿真系统,运用不同测试场景进行测试.研究结果表明:该系统结构使得路网表达更为灵活,同时能体现更为真实的复杂道路细节,避免了前后车辆潜在冲突的发生;这种异构众核的仿真平台能大大提高微观交通仿真的效率,可针对大规模三维场景进行有效模拟,三维渲染耗费时间与仿真时间均随着车辆数目增长而增长,而三维渲染相比之下更容易成为瓶颈;试验也验证了本文系统性能具有良好的可伸缩性.     

递推式视频前景分割方法

本文描述了一种基于前一帧已有分割结果对当前帧进行自动分割的递推式视频前景目标分割方法.目前视频分割主要有以下三大难点尚未被很好地解决,首先是前景与背景的颜色区分度过小,造成不易将其分割.其次,视频中频繁出现的局部遮挡与暴露区域,会破坏递推式视频分割的连续性,使得分割推理错误,造成结果不正确.最后,前/背景颜色模型所选用的采样方法,更是影响结果的重要因素之一.因此本文着重对此三类问题给出了相应的解决方案,利用前景物体具有局部运动一致性的特征,解决前/背景相似颜色问题.对于遮挡与暴露问题,通过自适应的局部窗口调整进行扩展采样,以修复其递推连续性.其次,本文使用了一种基于近似颜色块的采样方法,使得所建立的颜色模型更为明确干净,以减少不相关信息所带来的影响.最后,利用视频的时空一致性特征,合成出最终的分割结果.实验表明,本文所提出的递推式视频分割方法,能有效地解决以上三个问题,并且相比于其他方法,特别地对于复杂的视频测试场景,本文方法能获取更好的自动分割效果.     

一种生成渐进动画网格模型的改进算法

在计算机图形学中,动画网格模型被广泛地用来表示时变数据,而模型的渐进网格表示方法经常可以用来加快处理、传输和存储速度.文中提出一种生成渐进动画网格模型的高效方法.该方法使用一种改进的基于曲率的二次误差测量准则来计算边折叠代价,可以有效地保持曲面上更多的局部特征.同时,定义了原始动画序列的变形程度权值,并将其加入到累加的边折叠代价中,这样动画模型中的动作变形特征就得到了有效的保持.最后,对动画序列提出了一种优化算法,可以有效地减少动画输出的视觉跳变,提高相邻帧的时间一致性.实验结果证明,本方法高效、易于实现,并且可以在任意细节层次上生成高质量的渐进动画网格模型.     

从VRML到MultiGen/Vega的造型转换与简化─澳门大学虚拟漫游系统实践

复杂场景的虚拟漫游一直是虚拟现实和图形学领域一个非常重要的课题,它在城市规划、文化传播、旅游工业等领域有着极为广泛的应用前景。本文在原有系统的基础上,将VRML语言构造的整个澳门大学虚拟场景转换成MultiGen格式, 并且在Vega上实现了对整个场景的实时漫游。与原有VRML语言所实现的虚拟场景相比较,新系统使得虚拟漫游更加灵活方便,且速度具有显著的提高。本文将论述格式转换中的若干技术问题。     

快速实现组合体绘制的索数据结构

对数据场中各种物质内容进行多种方式的组合并可视化，是提高对感兴越内容多方面认识的有效方法，提出一种数据场的空间分布索引结构，可以便捷地组合各种物质内容，并在体绘制时只需对所选择的内容引进处理，利用此结构，可方便采用二分查找技术加快成像计算，实验表明，这种索引结构很好地提高了组合体绘制的效率。