用八叉树对三维图形进行处理的算法研究

利用八叉树表示物体，在实体造型系统中具有许多优点。主要讨论用八叉树对三维图形进行处理的特点以及由三维图形到八叉树转换的算法，同时介绍线性八叉树的基本思想。     

从空间矩阵产生线性八叉树编码的算法

线性八叉树编码是一种有效的表示三维物体的方法．本文给出了从物体的空间二值矩阵表示产生线性八叉树编码表示的算法．这在图象处理和几何造型中是十分有价值的     

三维物体的空间二值矩阵表示到线性八叉树表示的转换

线性八叉树编码是一种有效的表示三维物体的方法，本文给出了物体的空间二值矩阵表示产生线性八叉树编码表示的算法，这在图象处理和几何造型中是十分有价值的。     

多分散系统不同粒径颗粒碰撞的多重八又树搜索算法

利用线性八叉树的拓扑结构对八叉树大小邻居搜索算法进行改进,在V氏八叉树颗粒搜索算法的基础上提出了一种快速预判大小颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法.新算法对各种粒径分布的颗粒系统均有较好的适应性,且受颗粒形状和堆积密度的影响较小.对一个包含大中小3种粒径的颗粒系统进行计算,并与V氏八叉树颗粒搜索算法结果进行比较,发现多重八叉树搜索算法在运行时间上有非常强的优势.     

多分散系统不同粒径颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法

利用线性八叉树的拓扑结构对八叉树大小邻居搜索算法进行改进,在Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法的基础上提出了一种快速预判大小颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法．新算法对各种粒径分布的颗粒系统均有较好的适应性,且受颗粒形状和堆积密度的影响较小．对一个包含大中小3种粒径的颗粒系统进行计算,并与Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法结果进行比较,发现多重八叉树搜索算法在运行时间上有非常强的优势．     

基于GPU的并行八叉树生成算法

提出了一种新颖的完全在GPU端以并行方式构造八叉树的算法。克服了以往GPU八叉树生成算法难以构建结点间的邻接关系以及对应用领域的局限性等困难,适用于在GPU中对散乱点云数据、三角网数据以及离散数据场数据构建八叉树。该方法以紧密排列的方式线性存储各层八叉树结点同时避免存储空结点信息,有效节约了存储空间并且提高了逐层并行遍历八叉树的效率。与传统的CPU单线程递归分割构造八叉树的算法相比较,速度可以提高一个数量级。     

三维十字链表八叉树的高效检索实现

三维八叉树是用于描述三维空间的一种树状数据结构。根据三维八叉树数据结构的特点设计三维十字链表八叉树的数据结构算法,同时利用十字链表八叉树数据结构的优势,在稀疏空间中提高三维十字链表八叉树算法的效率。通过三维八叉树和三维十字链表八叉树的对比试验,验证了三维十字链表八叉树在插入、删除、查找方面处理数据的效率,并且具有一定的有效性和适应性。     

基于线性八叉树光线投射算法在云可视化方面的应用

针对传统体绘制算法采样效率低,内存消耗大,绘制速度慢等缺点,提出了基于线性八叉树的光线投射算法并用于真实云图可视化。该方法首先通过线性八叉树对传统光线投射算法和存储进行优化加速,并结合Blinn-Phong光照模型增强每个体素的色彩渲染;然后采用合成公式求累积像素值。利用明暗计算的效果显示云的边界面,最终实现云数据的可视化。实验仿真结果表明,该算法在增强绘制效果和加快绘制速度方面的有效性。     

用八叉树数据结构自动生成三维网格的算法设计

针对计算冶金学中几何空间离散－网格生成的问题，利用数据结构技术，建立了三维网格自动生成所需八叉树数据结构，设计了八叉树遍历及子结点编码算法，应用该算法开发了三维网格自动生成软件，该软件与数值计算对象输入软件相联接，能够将数值计算对象离散成由直六面体组成的网格系统，该算法保留了修正八叉树算法的优点同时由于采用直接八叉树数据结构算法更加简便．     

面向真三维地学建模的海量虚拟八叉树模型研究

高分辨率和海量数据是真三维地学属性建模所面临的关键问题,传统的指针八叉树、线形八叉树及其变种模型在这方面存在不足,存储空间大、处理效率低。作者提出一种多级线性结构、无指针/无位置码的海量虚拟八叉树模型,采用基于规则分块的多级压缩机制实现了海量属性数据的高效压缩和组织,采用基于快速Morton码分解和数组访问的多级索引方式实现了属性数据的高效查询。新模型在内存和外存中具有统一的压缩原理、索引结构和查询机制,以数据块为基本单位进行数据交换,给出了具体的实现方法。应用实例表明,新模型能够有效处理海量属性数据,对于大范围、高精度的真三维地学属性建模及其分析具有重要的应用价值。     

面向真三维地学建模的海量虚拟八叉树模型研究

高分辨率和海量数据是真三维地学属性建模所面临的关键问题,传统的指针八叉树、线形八叉树及其变种模型在这方面存在不足,存储空间大、处理效率低.作者提出一种多级线性结构、无指针/无位置码的海量虚拟八叉树模型,采用基于规则分块的多级压缩机制实现了海量属性数据的高效压缩和组织,采用基于快速Morton码分解和数组访问的多级索引方式实现了属性数据的高效查询.新模型在内存和外存中具有统一的压缩原理、索引结构和查询机制,以数据块为基本单位进行数据交换,给出了具体的实现方法.应用实例表明,新模型能够有效处理海量属性数据,对于大范围、高精度的真三维地学属性建模及其分析具有重要的应用价值.     

一种八叉树编码加速的3D纹理体绘制算法

针对后分类3D纹理体绘制算法在数据量较大或片元着色程序较复杂时绘制速度较慢的问题,提出了一种基于八叉树编码的加速算法.首先设置八叉树的高度,并根据空间位置对体数据逐层剖分,然后构建八叉树,用八叉树结点来保存生成子块的相关信息,最后遍历八叉树来实现空间跳跃,减少了在体数据内采样生成的片元数量,从而缩短了GPU对片元进行着色、测试、混合等处理的时间.实验结果表明,该算法可应用于不同片元程序的纹理体绘制中,绘制速度均在10帧/s以上,与自适应分块加速算法相比,该算法能获得平均3.7的高加速比.     

基于八叉树的隐式曲面与隐式曲面求交

先将隐式曲面进行多边形化,两隐式曲面的求交,采用八叉树来搜索它们相应的两组多边形面片的交线,这一方法既避免了解析法对所给定隐式曲面要有特殊的局限性,又有克服数值法遇到初始点选取和迭代收敛性问题,算法准确可靠。     

三维布局的一种优化算法

分析了布局问题的特性，综合利用“爬山”策略思想和实体的八叉树操作语言，提出一种适合于三维实体布局的优化算法。实例表明，该算法能从任一初始布局方案快速收敛到一个局部最优的布局。此外，对实体八叉树旋转的操作语言进行了研究并给出相应的算法。     

基于八叉树的体绘制早期射线终止算法

早期射线终止是实时体绘制重要的加速算法之一。针对现有的算法中体数据逼近困难,需要大量的预运算时间等缺点,提出一种改进算法,基于八叉树的体数据表达,按视线方向从前向后的次序遍历八叉树,获得射线终止信息,再以深度缓冲剔取实现早期射线终止。算法对体数据逼近精确,无需预运算,加速绘制效果明显,且无损最终图像质量。