一种基于样图的三维纹理合成优化算法

为了避免网格重建过程,提高大量三维采样数据的快速绘制处理速度,提出一种有效的三维纹理合成算法.该算法为点模型上每一点建立邻域关系,并在点模型上建立方向场,将初始化纹理值作为基础纹理;建立模型上的点与样图的映射关系,并依次在样图中为点模型上每一点选取合适的纹理值;用点的绘制方法,完成纹理合成.实验结果表明,该算法能在三维模型上生成光滑、连续的纹理,算法纹理合成质量较好.     

ZBrush数字雕刻中的硬表面建模技术

在传统的数字雕刻软件中,要实现硬表面的效果比较困难。本文讨论了三维软件ZBrush中三种主要的硬表面建模实现技术:创建基础网格模型、Clip硬表面切割笔刷、硬表面雕刻笔刷。运用这三种技术可高效地制作硬表面类的模型,与Mask蒙板结合使用,可直观的创建硬表面的模型,并对模型自由地进行细节雕刻。     

基于纹理图像与网格协同优化算法的三维模型压缩

该文提出一种基于纹理图像与网格协同优化算法的三维模型压缩简化方法,在不降低三维模型视觉显示效果前提下,压缩三维模型数据。首先,对原始模型进行重网格化,获得具有规则拓扑结构的多分辨率网格;其次,结合模型网格提取纹理特征点,依据特征点确定图像有效区域;最后,利用嵌入式零树小波算法对图像进行编码和解码操作,实现对三维模型的压缩简化及图像重建。实验证明,该方法提取的图像有效区域更快捷、压缩率高、细节丰富。     

基于矢量量化压缩的大规模体数据直接绘制

针对大规模体数据通常不适合于硬件三维纹理加速绘制的问题,使用基于区域分裂的LBG算法对大规模体数据进行矢量量化压缩,使得其压缩编码适合硬件纹理空间大小.并在图形硬件的可编程渲染器中对压缩后的三维纹理体数据进行实时地矢量解码和绘制,在解码过程中通过设定掩码纹理给出了大规模体数据的局部感兴趣区域的体绘制.实验结果表明,在不同压缩比和信噪比下,大规模体数据绘制的图像仍然具有较高的质量且维持高帧速率,绘制性能满足实时交互.     

基于图形处理器的锥束CT快速迭代重建算法

提出了一种基于图形处理器实现的锥束CT图像迭代重建算法.该算法将三维纹理作为被重建物体的离散模型,基于射线投射方法实现了锥束CT的正投影计算;通过反向逐层映射到三维纹理实现了反投影计算;采用多纹理融合等技术完成了图像校正和投影校正.与经典的TMA-SART算法比较,作者算法运算速度快,占用显存少,支持全浮点精度运算,且易于在算法中添加先验知识和约束条件.通过对Shepp-Logan模型的图像迭代重建实验,验证了该算法的优势.     

一个基于笔划和多重绘制的树木生成模型及其实现

针对以虚拟景物或艺术作品生成为目的的非真实感图形绘制,提出了一个基于笔划与多重绘制的树木生成模型,该模型能使绘制者在多重绘制中选择合适的树叶笔刷模型以及它的参数,反复优化笔刷的粘贴位置直到获得满意的树木形态,从而绘制出具有明显手绘国画风格的作品．方法对运用笔划绘制技术实现非真实感艺术作品创作也是一种很好的尝试．     

基于样图的纹理合成在三维点模型上的实现

结合点模型的图像处理技术,提出一种点模型上的三维纹理合成新方法。该方法在点模型表面用Kdtree建立离散点之间的联系,从而建立与样图的映射关系寻找纹理值,最后用点的绘制方法进行绘制,完成纹理合成。实验结果表明,本方法有效地保持了生成的纹理结构和视觉效果的连续性和平滑性,在三维纹理合成领域实用、有效。     

多轮廓三维立体视景图像的投影检测算法

针对多轮廓三维立体模型进行高精度建模中,因为视觉切换和光线强度衰减产生斑点和投影,需要进行投影检测分离,提高图像品质的问题,提出一种基于相似度特征纹理分割的多轮廓三维立体视景图像的投影检测算法.该算法先根据已知的多轮廓三维模型雏形对所有的建模点进行遍历建模分析,再对遍历后的建模点进行模型重构,构造含积分递推多项式的平面起控基函数,最后采用多轮廓图像的曲线混合函数初始化检测模型,得到改进的三维立体视景图像投影检测迭代方程,用相似度特征纹理分割方法实现对视景图像的投影检测改进,解决了图像投影检测不准确的问题.仿真结果表明,该算法能有效实现对图像的投影检测分离,图像成像保持度更好,提高了图像成像品质.     

基于三维纹理的雷达探测概率直接体可视化

针对面绘制技术表现雷达探测效能不充分的缺陷,提出了基于三维纹理的雷达探测概率直接体绘制可视化算法。针对雷达探测数据分布不均匀、重要性不一致等特点,提出了颜色传递函数的设计准则,以此基础设计了传递函数表达式。通过高级传播模型计算三维雷达探测信息,并使用传递函数将其映射成不同的光学成像参数。建立了计算视觉效果最差情况的角度模型,通过实验方式验证了使用3个备选切片方案代替实时计算采样多边形方法的可行性。仿真结果表明:与面绘制方法比较,文中算法不仅能直观地表现雷达探测范围的整体信息,而且还能清晰地展示雷达探测三维数据场的内部细节。     

基于稀疏噪声的Volume LIC GPU加速绘制技术

二维线积分卷积(Line Integral Convolution,LIC)绘制技术通过纹理线条和颜色变化能够细致、有效地表现二维矢量场的速度、方向以及数据相关性等特征信息,但二维LIC绘制方式扩展到三维矢量场时,由于三维矢量场本身的空间特性容易造成纹理单元之间产生严重的视线遮挡问题,影响对三维矢量场内部特征的观察分析。提出了一种基于稀疏噪声纹理生成的Volume LIC可视化方法,对于普通的白噪声采用Halton序列控制噪声点分布,并通过高斯滤波核滤除高频区域来生成稀疏高斯噪声。在LIC纹理计算中滤波卷积部分提供了两种核函数:基于盒形卷积核函数用于提高卷积速度,基于三角形卷积核函数用于提高绘制质量。整体算法采用GPU硬件加速机制,在噪声纹理采样时利用GPU顶点颜色线性插值功能和片元计算方法有效加速LIC纹理生成过程,并将卷积噪声和流场数据作为纹理传入GPU,采用光线投射算法加速实现纹理三维绘制显示,提供多种有效的交互分析手段查看流场内部特征。实验结果表明该算法生成的三维纹理图像清晰,绘制效率高,能够有效缓解三维复杂流场卷积数据过多时引起的视线遮挡现象,具备良好的可视化效果。     

图像三维模型重建方法研究

提出一种基于数据挖掘技术的图像三维模型重建方法.首先对图像进行去噪处理和缺陷修复,并采用点云配准将不同图像分配到统一坐标系中,过滤掉图像中的冗杂信息;然后通过TSDF算法对点云配准后的图像进行数据融合,获取完整的点云模型;最后在OpenGl条件下对点云模型实施渲染,完成图像三维模型的重建.实验结果表明,该方法具有较高的重建效率和配准效率,重建的图像三维模型真实性高,边缘和纹理的处理效果清晰.     

基于三维纹理合成图像的重光照研究

在三维纹理合成图像的基础上,提出设置三维视图,并进行曲面光源模式的算法.扩展了原有基于图像的绘制技术中只能改变视点位置和视线方向的限制,使之可以通过改变场景本身的组成成分产生出更加丰富的光照效果.重光照方法。     

交互式虚拟人脑内窥镜系统关键技术

目的为解决传统内窥镜方法的缺点。方法设计并开发了一套基于体绘制技术的交互式虚拟人脑内窥镜系统。结果给出了系统主要功能和流程,并且对系统实现中的3项关键技术:虚拟相机模型建立、漫游路径抽取和三维体数据的绘制方法作了详细介绍,改进的光线投射算法使得重建的三维模型图像清晰,绘制效率高。结论系统能够通过手动和自动两种方式进行器官内漫游并生成动画记录,为临床诊断和医学仿真提供了有效地支持。     

点模型上基于样图的纹理合成（英文）

【目的】目前已有的在三维点模型上的纹理合成方法,是将点模型进行三角面片化后再进行纹理合成操作,本研究的目的是避免三角面化的过程,得到一种直接在点模型上操作的、快速有效的纹理合成方法。【方法】首先,用KD树为三维点模型上的每一点建立领域,然后为每一点在样图中寻找最匹配的纹理值,最后通过基于点的绘制技术完成纹理合成。【结果】本研究方法能在三维点模型上生成连续光滑的纹理,且保持了原样图的纹理结构。【结论】本研究的纹理合成方法是有效的,并且和传统的三维纹理合成算法相比,本方法费时更少、更灵活可控。     

三维规则数据场交互式可视化系统的研究与实现

三维数据场可视化是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,其应用非常广泛。本文设计实现了三维数据场交互式可视化系统。该系统中,根据科学计算得到的体数据利用OpenGL绘制出了真实感图形。在体数据可视化的基础上,该系统实现了三维模型的交互式操作,实时生成体数据切片和体数据的等值面并显示。实际应用证明,该系统中所使用的相关技术和算法具有重要的实用价值。     

有纹理保护的SAR海冰图像分割

针对传统的马尔科夫随机场算法中模型参数估计是全局的,及此算法描述非平稳SAR海冰图像是局限的,提出一种带有纹理保护的图像分割算法.该算法以区域为研究对象,首先利用分水岭分割算法对图像进行初始分割得到基本同质的区域,使该算法由像素水平提升到区域水平,这样能减少噪声对分割结果的影响.然后使用集成了纹理信息的空间语境模型和特征模型来描述对象函数,获得更稳定的模型参数估计,使得该算法具有描述局部行为的能力,改进了空间语境模型对图像非平稳性的适应性.通过对1幅合成图像和2幅真实合成孔径雷达海冰图像进行测试,将该算法与马尔科夫随机场算法和Gaussian混合模型算法比较,结果表明,该文算法优于上述2算法,在相同的场景内该文算法在产生平滑结果的同时也能保护纹理特征.     

点模型上基于样图的纹理合成

[目的]目前已有的在三维点模型上的纹理合成方法,是将点模型进行三角面片化后再进行纹理合成操作,本研究的目的是避免三角面化的过程,得到一种直接在点模型上操作的、快速有效的纹理合成方法.[方法]首先,用KD树为三维点模型上的每一点建立领域,然后为每一点在样图中寻找最匹配的纹理值,最后通过基于点的绘制技术完成纹理合成.[结果]本研究方法能在三维点模型上生成连续光滑的纹理,且保持了原样图的纹理结构.[结论]本研究的纹理合成方法是有效的,并且和传统的三维纹理合成算法相比,本方法费时更少、更灵活可控.     

文物数字化的关键技术

以文物三维网格模型的获取、三维纹理映射为重点,对文物保护方面相关的若干工作进行了探讨.利用三维激光扫描仪InSpeck 3D-DF采集文物几何数据,然后使用三维建模工具对文物几何数据进行后续处理,来建构特定文物的网格模型.在此基础上,给出了以建构好的网格模型与彩色图像之间的纹理映射关系,基本方法是根据一个透视投影模型,利用文物网格模型和各幅图像之间手工标记的特征对应来求解图像与模型间的纹理映射,并最终把各个模型点实际对应的多个纹理值进行合成,得到较好的纹理映射效果.     

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MVC嵌入的约束纹理映射

针对约束纹理映射中三角网格极易发生形变的问题,本文提出一种基于均值坐标(Mean value coordinates)嵌入的约束纹理映射.使用基于局部/整体思想的ARAP(As-Rigid-As-Possible)算法参数化三维人脸网格,实验数据表明,参数化后的三维人脸网格三角形角度变形和面积变形均为最小.在网格嵌入中,采用均值坐标(Mean value coordinates)嵌入,得到的模型更加平滑.本文对多幅人脸图像进行纹理映射,结果表明该方法能够取得良好的实验效果.