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.     

基于非真实感绘制技术的实时阴影渲染

在基于非真实感绘制的实时场景渲染过程中,为了达到更逼真的效果,三维物体在光照作用下产生的阴影需要被实时绘制并能够体现设计者的风格。本文利用现代可编程图形显示硬件技术,提出了一种基于阴影线算法的阴影绘制方法,与采用传统的阴影图方法绘制阴影的效果相比较,该方法具有更好的艺术效果。     

计算机实时3D绘图的阴影算法理论研究

阴影对真实感至关重要,阴影生成算法主要集中在生成高质量的阴影和实时性两个方面。本文主要概述了一些阴影生成算法,并在对算法分析的基础上,讨论了不同算法的优缺点与差别。通过比较,得出不同场景中应该使用不同阴影绘制算法。     

大规模实例化场景的实时动态阴影生成算法

提出一种新的阴影生成算法,能用很小的代价快速生成同一模型大量实例的实时动态阴影.实验结果表明,对于实例数量很多的情形,此算法绘制阴影的速度比传统的实时阴影算法快一两个数量级.     

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.     

基于约束四叉树的真实感地形绘制

文章提出一种多纹理混合映射算法,即采用多种纹理映射到地形表面的不同区域,根据区域的坡度和高程来确定映射纹理的混合比例,并提出一种快速阴影生成算法以产生阴影效果,来增强绘制三维地形场景的真实感.此外,在绘制中还采用了不同的细节层次,根据离视点的远近确定分辨率的高低,以提高地形场景的绘制速度.这些算法的综合应用,增强了所绘地形场景的真实感,也取得了较好的漫游效果.     

基于边缘拟合阴影图的实时硬阴影生成

阴影贴图(Shadow Mapping)技术已被广泛应用于3D游戏及其它实时图形应用中.本文针对阴影贴图在渲染场景时阴影边缘出现严重锯齿这一现象,提出一种实时硬阴影的反走样技术,边缘拟合阴影图EFSMs(Edge Fitting Shadow Maps)算法.阴影贴图所引起的透视走样及投影走样,均会导致多个像素对应阴影图(Shadow Map)中的一个纹素,即出现多对一映射;使用EFSMs算法,在进行阴影映射时,得到较为精确的对应纹素,从而避免多对一阴影映射时产生的边缘锯齿.实验结果显示,此方法极大消除了边缘的锯齿现象,其效率相比其它基于阴影贴图的阴影技术得到较大提升.     

森林场景中太阳与阴影实时动态可视化模拟

【目的】为真实地模拟森林场景中太阳与阴影的实时动态效果,将优化计算资源与自然光照的可视化模拟相结合,实现大规模森林场景阴影实时动态绘制。【方法】用子节点旋转方法分别构建太阳和阴影场景,采用Billboard技术进行太阳场景绘制,使用PSSM算法绘制阴影。建立各自子节点并绑定于共同的根节点上,通过在世界坐标系统中同时旋转子节点实现树木阴影形态随太阳一日升降的实时变化过程,并对有无阴影时的渲染效率进行了比较。【结果】加载5 000棵树以内,阴影绘制效率高达70.0 帧/s; 加载超过6 000棵树时,有无阴影的绘制效率都呈相对平缓下降趋势,且有阴影是无阴影时平均绘制效率的70%; 加载19 000棵树时,阴影绘制效率为16.0帧/s。【结论】子节点旋转方法试验数据容易获取,算法简单快速,效率较高,绘制效果使森林场景更加逼真,可以达到较好的视觉效果并满足实时可视化要求。     

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.     

基于Shadow Volume的场景阴影渲染方法

基于传统shadow volume方法提出一种改进算法, 该算法通过采用基于八叉树的阴影体筛选策略和基于z值的阴影淡出策略解决了传统shadow volume算法对大场景效率较低的问题. 实验结果表明, 改进方法能有效减少需要渲染的阴影体数量, 提高阴影渲染效率, 同时保证较好的画面效果.     

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.     

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。     

基于交通视频的运动车辆检测方法

为解决交通测试系统中车辆实时跟踪和分割的问题, 以数字图像处理方法为手段, 针对采集到的交通路况信息, 重点研究了背景差分算法提取运动车辆, 并提出了一种计算量较小的自适应背景更新算法; 采用一种工作在HSV(Hue, Saturation, Valve)空间非基于模型的车辆阴影检测算法, 并提出设置阈值参数的方法, 在去除车辆阴影的同时也滤除了行人、 自行车及摩托车等干扰; 针对车辆阴影检测后的二值化图像, 采用适合的形态学方法进行后期处理。对实际交通环境下的大量视频和图像进行测试的结果表明, 该方法可以有效地实现运动车辆的检测。     

一种基于Gabor小波和颜色参数模型的阴影检测算法

本文提出了一种基于Gabor小波纹理特征分析和阴影参数模型颜色分析的阴影检测算法.首先,建立背景的混合高斯分布模型,通过对特定帧的颜色分析建立阴影参数模型.对图像序列中的每一帧,首先通过差分法提取出前景区域,然后通过Gabor小波滤波的方法,对背景和前景图中的相同小区域进行纹理特征分析,比较特征向量的距离,以判断潜在的阴影点.然后,通过阴影参数模型对这些潜在的阴影点进行颜色分析,并通过连通区域标记,形态学运算,FPR(去除假阴影)分析等方法,找出真正的阴影区域.实验结果表明,本算法具有较高的阴影检测率和物体检测率,可以满足实时检测的需要.