基于点的图形绘制技术综述

点是最简单、最基本的几何定义实体。点采样几何作为一种新的曲面表示方式,无需存储维护全局一致的拓扑信息,能对复杂的3D模型进行高效的绘制和灵活的几何处理,受到了广泛的关注。论文介绍了基于点绘制技术的原理、工作流程,分析和比较了几种有代表性的点绘制方法,对点绘制的关键技术进行了综述,并对今后研究和发展的方向进行了展望。     

一种新的散乱点云尖锐特征提取方法

针对散乱点云的尖锐特征识别与提取问题,提出一种基于平均曲率运动的散乱点云尖锐特征提取算法.该算法利用采样点的加权邻域重心近似表示离散Laplacian算子;利用采样点邻域的主成分分析估算散乱点云法向量,通过张量投票的方法平滑估算得到的点云法向场,进一步提高了该算法识别细微尖锐特征的能力;将采样点和其对应加权邻域重心之间的距离投影到法向方向,消除了因为采样密度不均匀以及边界点所引起的尖锐特征点误判.该算法直接对散乱点云进行操作,不需要维护采样点之间的连接关系和任何全局的拓扑信息,简捷且易于实现,对点云中的噪声和局外点保持鲁棒.该算法应用于合成点云和实际扫描点云的实验结果表明了方法的有效性.     

点绘制技术在图形绘制中的应用

在基于点的图形绘制技术中，作为绘制基本元素的是点．点绘制是传统的基于三角网格绘制的重要补充．文章介绍了基于点绘制技术的原理和比较有代表性的点绘制方法，探讨了外形非常复杂的不规则几何体在计算机图形绘制中生成的物体表面空洞的处理方法．     

细分曲面上尖锐特征生成的研究

由于计算几何中很多曲面和多面体的表面是不光滑的,存在着各种不光滑的特性,在给这些不光滑特性进行光顺是,需要对这些特性做一些处理,该文介绍了两种尖锐特性的生成方法,如：Hoppe-De Rose-Duchamp方法和De Rose-Kass-Truong方法,同时,提出了对一些典型的尖锐特征的改进方法,如对折痕、尖点和角点的生成方法的改进处理,通过,改进的方法可以处理这些尖锐特性达到预期的效果。     

基于点模型的Blending绘制和消隐方法

采用点八叉树数据结构并设计颜色融合数组, 解决了大型点云数据在绘制速度和质量方面的难点. 点八叉树数据结构可在耗时大的绘制过程执行前预先进行不可见点的剔除, 便于根据视点远近选择不同的细节层次和绘制策略, 以便控制绘制的复杂度与速度. 由插值误差δ控制的颜色融合数组在提高绘制质量的同时还实现了消隐.     

基于硬件的点模型绘制

点云模型是一种新兴的物体几何表示方式,基于点的建模与绘制技术是近年来计算机图形学的研究热点之一。随着可编程特性的出现,GPU成为图形学研究中越来越流行的计算平台。以GPU为计算工具,设计了一种适合于GPU处理的类八叉树空间剖分结构,提出了一种新的基于GPU中的点模型光线求交算法,实现了基于GPU的点模型的快速光线跟踪绘制。     

一种改进的人脸特征点定位方法

人脸特征点自动定位方法在人脸识别、三维人脸模型重建等方面都有重要作用.三维人脸模型重建对下巴特征点精度要求很高.采用一种结合遗传算法和活动外表模型(AAM)的人脸特征点定位方法(GA-AAM),对AAM算法在下巴轮廓提取中的不能精确收敛问题作了改进.对于用实时AAM算法做特征点粗定位得到的结果,在AAM的代价函数中引入代表特征点处的边缘信息,进一步采用遗传算法作优化.实验结果表明该方法对下巴特征点的精确收敛十分有效.     

一种利用近似平均曲率提取散乱点云模型特征点的快速算法

在处理散乱点云数据的过程中,一般需要先确定模型的特征点。提出一种从三维空间二次曲面方程中估算一点的平均曲率的新方法,利用平均曲率和视点来提取散乱点云模型的特征点。首先计算一点的k-邻近点,并求出经过这k个点的三维空间二次曲面方程,结合经过该点法线的两个正交平面来估算该点的平均曲率,平均曲率大于给定阈值的点是第一类特征点;第二类特征点是由法向量和视线向量的内积决定的,内积小于给定阈值的点称为特征点。将这两种特征点作为最后点云模型的特征点。该方法与其它方法相比,平均曲率模型参数个数由27个减少到17个,计算量小,仿真效果好。     

一种基于曲率提取轮廓特征点的方法

对边缘轮廓线进行了自适应平滑,在以轮廓点为中心的支撑区域内定义了曲率角,并根据定义的曲率角及曲率符号,采用简单的模板匹配技术,提取出候选的轮廓特征点,对候选点附加抑制条件得到真正的特征点．此方法减少了数字化误差及噪声带来的影响,抗干扰性好,且运算量较小．实验表明,该方法具有很好的轮廓特征点检测及定位能力     

一种基于运动和纹理特征的深度图提取方法

2D至3D的立体转换技术可以提供大量的3D立体视频内容,从而解决3D立体视频内容不足的问题.而2D到3D转换技术中关键的一步是怎样提取出质量较好的深度图.提出一种基于运动和纹理特征相结合的深度图提取方法.为了估计深度图,首先将前景和背景分离,然后分别进行基于运动的前景深度提取和基于纹理特征的背景深度提取,最后再将二者有效融合得到最终深度图.实验结果显示,使用本文提出的方法可以得到满足需求的深度图.     

基于特征保持和三角形优化的网格模型简化

在已有的以几何误差最小化为准则的边折叠简化算法的基础上,提出了一种新的三角网格模型简化算法．通过分析网格模型中顶点超邻域的二次误差矩阵,对模型上的重要细节特征进行定位,实现了网格简化过程中细节特征的保持．同时,在边折叠的代价函数中考虑新生成三角形的空间形状优化,并改善了简化序列的构造．算法既保持了边折叠算法快速的优点,又满足了对逼真度和网格质量的较高要求．     

一个可靠实用的多边形裁剪算法

裁剪是图形学中许多算法的基础,Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ－Ｈｏｄｇｍａｎ多边形裁剪算法简便实用,但常产生退化边界,本文对此做了改进,给出了一个可靠实用的裁剪算法。     

基于点的三维图形数据的压缩算法

发现了QSplat模型文件中的冗余数据-todolistlen,对这部分数据进行预测处理,使用一阶上下文自适应算术编码对预测后的数据进行压缩编码,取得了较传统算法高的压缩率。可以作为QSplat系统的一个补充,用于对其模型数据进行压缩处理。     

圆形窗口各种图素的剪裁算法

对圆形窗口剪裁种种上图素进行了系统研究,得到直线段,圆弧剪裁的两个可视判断命题,给出了圆形窗口剪裁直线段,圆和弧的各种算法,实验表明给出的算法是高效的。     

Cohen—Sutherland算法的改进及其推广

本文对Ｃｏｈｅｎ－Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ算法进行了分析,指出了存在的问题,提出了改进方法;同时提出了二维多边形有向编码逐边裁剪法和三维多面体的有向编码逐面裁剪方法,而二维多边形编码逐边裁剪法和三维多面体的有向编码逐面裁剪方法可加速计算机视觉中图象识别的速度。     

一种改进的圆裁剪算法

对圆裁剪的经典算法进行了改进，引入4个判断准则，在经典算法进行求交点前就能准确地判别出位于矩形框边界外的交点，从而不必去计算出这些交点的坐标。实践证明，改进后算法的效率有了一定的提高。     

图案填充技术及其在鞋底设计中的应用

提出了基于扫描线和图形裁剪的 2种图案填充方法 ,并应用于作者开发的CAD软件《鞋底款式快速设计系统》中 .经实践应用表明 ,所提出的方法是很有效的 .同时 ,由于所提出的方法具有一般性 ,因此 ,本文给出的结果对于开发其它需要进行图案填充的CAD软件均具有参考价值     

一种象素级图形裁剪的FPGA实现方法

图形裁剪是计算机图形学的基本内容,现有的图形裁剪算法大多都针对基本的图形元素———直线进行裁剪,在此基础上,出现了大量研究多边形裁剪的算法.象素级图形裁剪以基本的图形元素———象素为单位,介绍了象素级图形裁剪算法的基本思想和实现过程,在研制的图形显示系统平台上,提出了一种采用FPGA硬件实现象素图形裁剪的新方法,它适合于任意窗口,具有通用性;同时,这种硬件实现的图形裁剪与纯软件实现的算法相比,在裁剪速度上具有明显的优势.     

基于点区域分布的多边形窗口线裁剪算法

通过判断多边形窗口顶点相对于裁剪线段所在直线的区域分布,明确窗口的哪些边与裁剪线段所在直线相交;再通过判断裁剪线段两端点相对于这些多边形窗口相交边的区域分布,最后确定裁剪线段与多边形窗口的实际交点.避免大量不必要的求交运算和其他复杂的辅助操作.实验结果表明:新算法提高了裁剪效率,对各种情况都能快速、正确地得到结果.     

三角网格上细分曲面的尖锐特征造型

尽管光滑性是我们在自由曲面造型时的最主要的目标，在某些特定情况下却需要产生非光滑的特殊效果，如折痕、角、尖刺、锥等尖锐特征。本文主要研究基于Loop格式的尖锐特征的生成。一种基于网格拓扑结构的修改的方法把诸如折痕、角、尖刺、锥和交点的生成统一了起来，同时第一次由本文生成了多条折痕交点的特殊效果。实例表明由本文中方法生成的尖锐特征效果非常好。