中国山水画3D皴法的计算机仿真算法

总结中国山水画中披麻皴笔道的形态和分布特征,提出基于素描线的分形造型方法来构建3D山石模型,并基于模型主方向生成"披麻皴基准线".将风格化信息合成到自定义笔法模型中,运用笔模型和笔法模型完成3D皴法的绘制.结果表明,算法成功实现了中国山水画仿真中披麻皴效果的3D渲染.     

一种基于卫星照片的大地形仿真方法

提出了一种大地形制作方法,该方法采用多边形网格剖分算法由高程数据生成地形轮廓模型,以卫星照片作为贴图生成地形纹理,采用LOD技术提高地形显示速度。给出了卫星照片获取、卫星照片与地形轮廓匹配、贴图精度控制等关键技术的实现算法。结合某导弹飞行仿真项目,制作了某地区一万平方公里区域的大地形场景,仿真效果良好,验证了制作方法的有效性。     

基于四叉树剖分的LOD地形绘制算法

针对三维游戏中室外场景渲染消耗内存大、效率低的问题,提出了一种基于四又树剖分的LOD(层次细节)地形绘制算法,实现了地形多分辨率网格绘制.采用将共事顶点唯一存储的四又树网格表示方法,并利用过程纹理合成技术实现地形的多纹理映射,模拟地表多种地貌混合的真实效果.实验结果验证了本文算法在内存占用、绘制速率和真实感上都优于Lindstrom算法.     

基于粒子系统的卫星云图三维仿真与简化算法

提出了一种基于粒子系统的卫星云图的快速云三维仿真算法,该方法从卫星云图中提取真实云的二维轮廓,使用不同级别的圆形进行云轮廓曲线的拟合,将所获得的圆形以相同半径和圆心扩展到三维空间的球形,根据粒子系统的原理在生成的云三维轮廓中随机地产生粒子,并为这些粒子赋予颜色、大小和速度等初始属性,对云粒子进行渲染和绘制实现云的三维模拟。为提高绘制的帧速率,提出了粒子系统的简化算法。通过实验证明了该方法能够快速地仿真出卫星云图中各种形状的三维云,实现云的快速动态模拟。     

编码规则下的大面积多样化无缝纹理生成研究

通过纹理处理技术来弥补图形绘制上的不足,是解决仿真场景中三维对象表面真实感的有效手段。在实际仿真场景中大面积纹理都是采用重复贴图技术,若需实现纹理多样化,需要美工手工制作,耗费大量时间和人力。提出了一种基于编码的大面积多样化纹理生成的方法,通过对源纹理图定义编码规则产生多个样图实例,在编码约束下根据场景需要可以随机无缝拼接成大面积的纹理贴图。为了增加拼接而成的纹理多样性,我们根据每个样图实例的编码规则在该样图中随机撒点拟合成噪声区域,再基于噪声区域进行该样图实例与噪声纹理的合成,使所产生的样图实例形态各异。     

东巴画艺术风格绘制

提出了一种交互式东巴画数字模拟方法。设计并开发了一个东巴画白描图绘制系统,通过交互方式方法建立图形元素数据库,选取不同图形元素组合后获得光滑、连续的白描图图像;采用多频率噪声积分卷积算法模拟块状纹理的混色效果,生成东巴画前景图像;采用纹理合成算法产生东巴画背景图像,通过前景图像与背景图像融合、局部色彩传输方法获得最终东巴画数字仿真结果。算法简单有效,是少数民族艺术风格作品数字化模拟的有效补充,有利于少数民族文化数字化保护和传承。     

虚拟战场环境中大尺度矢量数据实时绘制研究

针对虚拟战场环境中大尺度矢量数据表现的不足,提出了一种视点相关的大尺度矢量栅格数据多级实时绘制方法,根据视点距离动态调整矢量栅格纹理透明度,采用两阶段纹理融合处理过程,实现了多级间纹理平滑过渡,提出了矢量栅格纹理缓冲更新方法,根据最近常用算法动态更新纹理缓冲,加速矢量棚格化纹理获取速度.最后实现了虚拟战场环境中大尺度矢量数据的实时绘制,实验结果表明,本文算法能实时绘制大尺度的矢量数据,很好地解决了多级纹理切换时不连续问题.     

基于GPU的体绘制流水线优化与预处理加速算法

提出一种基于GPU的体绘制流水线优化与预处理加速算法。对目前GPU体绘制流水线结构进行了深入地分析,为消除流水线速度瓶颈,采用自适应数据划分剔除算法对体数据进行子划分,剔除空白子块后将子数据块定义成子纹理块,然后使用体纹理打包算法VTP将子纹理块打包成适合GPU纹理内存的纹理,再依次传输至GPU纹理内存中。实验结果表明加速算法能有效提高流水线实际吞吐率,与原始算法相比,加速算法节省了40%~60%的绘制时间。     

一种基于顶点纹理的LOD地形渲染算法

Shader Mode 3.0引入的Vertex Shader Fetch是GPU可编程图形渲染技术发展的又一重要进展,基于该技术提出了一种新的地形渲染算法.算法主要特点是将地形高程数据组织成单通道纹理存放于显存,用于支持视点跟随的LOD地形渲染.绘制阶段,CPU端只需输入平坦的嵌套状的网格,GPU端首先根据当前视点参数计算该网格顶点的实际二维位置坐标,使用该坐标从地形纹理中采样出该顶点的高程值,这样平坦网格的顶点获取到实际的三维坐标值,图形渲染管线将继续处理直至输出显示.如此安排绘制流程可以彻底消减CPU计算负载,转而充分运用GPU高数据处理能力和可编程特性.实验表明,使用本算法绘制地形,效果逼真、绘制效率大大高于传统LOD地形绘制算法.     

一种基于图形硬件的海量地形实时可视化算法

利用基于图形硬件的地形可视化算法—Geometrical Clipmap算法的基本思想,简化了算法的实现细节,讨论了算法的纹理映射处理方法,同时使用了一种更为快速高效的视锥体裁切方法和裂缝消除技术,进一步提高了绘制速度。并利用该算法结合金字塔多分辨率层次模型以及多线程动态调用机制,实现了海量数据的实时可视化。     

一种简便高效的导弹尾焰的绘制算法

针对原始的粒子系统方法计算量大及实时性差的缺点，给出了一种简便高效的导弹尾焰的绘制算法。利用粒子系统的基本原理，通过绘制一个小四边形，在小四边形上进行纹理映射，形成纹理映射争粒子系统原理相结合的简化粒子系统模型算法，该算法减少了计算量并且有效地满足了导弹尾焰生成的实时性要求。     

基于纹理传输的烙画风格图像仿真

针对基于图像生成的烙画艺术问题,以纹理合成与传输算法为基础,提出了一种基于纹理传输的烙画风格图像仿真算法。利用YCbCr颜色空间中亮度直方图的相似性匹配,实现了纹理传输过程中误差优化,避免了局部纹理块的拷贝错位,最后通过对传输结果图像与背景图像的加权控制完成图像融合。仿真实验表明,该方法生成的仿真图像接近真实烙画视觉效果。

Abstract：

Aiming at solving the problem with the image-based pyrography generation,a novel style of pyrography painting simulation algorithm was proposed based on texture synthesis and transfer.It is suggested that the brightness histogram matching in YCbCr color space be adopted to optimize errors during the image processing,the texture block copy be reoriented correctly,and ultimately the image fusion be achieved through weighted control.Experimental results show that a very similar-to-real pyrography simulation effect can be achieved through this approach.     

一种应用面积等比约束的半球面纹理映射算法

球面或半球面是两步纹理映射算法中使用较多的一种中介面。两步法中的球面纹理映射算法一般通过立体投影来实现，不可避免产生较大的纹理形变。本文首先对传统基于立体投影的球面(半球面)纹理映射算法及其不足之处进行分析，并在此基础上提出一种半球面纹理映射新算法。该算法用映射纹理区在纹理平面和半球面上的对应面积比为约束务件，显著提高了纹理映射质量。文章通过理论分析和实验对新算法与传统算法进行比较，表明新算法具有其优势，并给出几个应用新算法的两步纹理映射产生的实例，显示出本文算法对减少映射纹理变形所起的作用。     

地球云场景的模拟仿真

为了研究全球的大气运动情况,需要不断观察地球云层的分布状态和运动趋势。运用计算机技术建立了基于八面体剖分法构造的球面网格模型;以全球高程数据为基础进行了三维地球的模拟;利用改进的分形几何算法生成了逼真的静态与动态云图;通过球面纹理映射实现了云场景在球面上的融合;最终给出了逼真的全球云场景的模拟。仿真模拟算法在虚拟战场环境模拟和全球气象环境再现等软件中进行了应用,模拟仿真效果满足了系统的需要。     

基于OpenGL的中药自动配药系统运动仿真

利用OpenGL建立可视化的中药自动配药系统运动仿真模型，结合算法的理论分析，在此平台上测试集料斗运动控制的不同算法，确定最适合本配药系统的算法。分析仿真所得数据，阐述此运动仿真系统在开发中药自动配药系统中的作用。     

卫星影像在战场环境仿真中的应用

纹理映射是战场环境仿真中建立真实地理环境的重要手段。本文介绍了卫星影像的发展现状及其在三维地景建模中的应用前景,并以SPOT影像为例,重点研究了用于纹理映射时对卫星影像的预处理方法。文章最后给出了一个应用卫星影像进行三维地景建模的实例。     

多反舰导弹攻击多目标协同航路规划

为解决多反舰导弹的协同航路规划问题,建立了基于空间和时间协同的航路规划模型,并设计了航路可行节点动态开辟算法和协进化多子群蚁群算法。节点开辟算法在任务空间建立搜索树的同时滤除不可行节点,缩小了航路优化搜索范围;多子群蚁群算法结合协进化的基本思想,通过引入蚂蚁子群间的协同进化策略,并对蚁群算法状态转移规则、信息素更新机制进行设计,进而并行搜索多导弹最优协同航路集合。仿真结果表明,本文方法能够为多反舰导弹构建优化的协同飞行航路,不但适用于导弹发射前的预先规划,而且适用于航路分段的局部实时重规划。     

基于自适应四叉树视相关的多分辨率地形简化

提出了一基种于自适应四叉树结构视相关的动态多分辨率地形简化算法。主要讨论了地形简化中多分辨率地形网格生成、节点评价函数、多分辨率LOD转化时的图像跳跃以及多分辨率地形纹理映射着等关键技术问题，有效地解决了多分辨率地形网络拼接中的裂缝问题和层次细节转化中的图像跳跃现象。     

无训练样本的伪画像生成及识别

基于照片的伪画像生成及识别是人脸识别领域的一个新研究方向,在刑侦方面有着重要用途。但目前的方法都需要大量的训练样本以生成伪画像,对此提出将双边滤波器用于提取人脸的纹理及形状特征,并利用颜色恒常性对重要特征区域进行增强,基于香港大中文学人脸画像（Chinese University of Hongkong face sketch, CUFS）数据库的实验结果表明,利用该方法生成的伪画像能有效提高画像的识别性能,是一种可行的伪画像生成方法。     

Structural adaptive and optimal speckle filtering in multilook full polarimetric SAR images

A novel approach is proposed for speckle reduction in multilook full polarimetric SAR images. In contrast to others, this approach adopts an enhanced structure detection method to estimate the parameters of the polarimetric covariance matrix for the multilook polarimetric whitening filtering (MPWF) algorithm and thus a structural adaptive and optimal speckle filter is developed. To evaluate the present approach, NASA SIR-C/X-SAR, L band, four-look processed polarimetric SAR data of the Tian-Mountain Forest is used for simulation. Experimental results demonstrate the effectiveness of this novel filtering algorithm in case of both speckle reduction and preservation of texture information. Comparisons with other methods are also made.