植物花色模拟研究

提出了植物花色的模拟的新方法。根据花色的特征,结合花瓣几何形状的定义,不同的花色模型采用不同的参数方程构建:重点对花心、花边、花环、花肋的花色模式进行模拟,同时可随机组合这4种的花色模式,形成复杂的花色。该方法方便易行,建模速度快。通过给出的植物花色模拟结果,表明其仿真效果较好。     

生理驱动的叶片生长变形算法

提出一种利用反馈控制系统实现生理参数多尺度变化从而驱动叶片生长变形的算法。首先采用二维层次自动机产生植物各器官的分枝结构,通过内部扰动函数实现生理参数与植物生长刺激的互动。其次植物生长刺激在实现了对外部环境参数的影响的同时也修改各器官内部的细节,外部环境参数的变化反过来又对器官分枝结构实现了剪枝。然后在渠化管网假设基础上利用反应-扩散原理实现叶脉纹理的变化,最后通过可控网格面的卷曲和扭曲实现叶片的三维形变。仿真实验表明本方法能够较好的模拟植物叶片的纹理和形状随生理参数改变而变化的过程,能满足虚拟农业实验室植物器官动态展示的需求。     

三维人脸模型的约束纹理映射算法研究

约束纹理映射是一种特殊的参数化过程,即在设定约束条件的情况下对模型进行纹理映射.本方法首先通过人工交互在纹理上添加纹理映射约束点,然后根据约束点对纹理及网格模型进行三角剖分,再通过RBF插值求得三角网格内顶点的纹理坐标,并实现三角网格与相对应纹理三角片的纹理映射,最后优化映射结果.实验结果表明本方法切实可行.     

一种自适应参数的卡通-纹理分解方法

Luminita A.Vese和Stanley J.Osher基于总变差最小化及Yves Meyer提出的振荡函数空间理论提出了卡通—纹理分解模型,在Vese和Osher的分解模型中参数选择为恒定值。本文提出了自适应参数的卡通—纹理分解方法,该方法是根据图像梯度的变化自适应地选取参数,能有效保护卡通图像的边缘,从而更好地提取纹理特征。     

基于浮雕纹理贴图的复杂模型快速显示

提出了一种采用浮雕纹理贴图技术对复杂网格模型进行快速显示的方法,采用虚拟拍照方法生成原始模型相应的浮雕纹理,将原始模型简化成六幅浮雕纹理和一个长方体。该方法与传统的计算三角片面的投影方法相比在速度上有很大提高,且显示速度与生成的浮雕纹理的分辨率有关,而与原始模型的复杂程度无关。     

基于Image Quilting算法的纹理合成

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成方法后发展起来的纹理拼接技术,用于解决传统方法中出现的缝隙、扭曲、变形和参数调整等问题.Image Quilting算法是简单易行的接缝消除方法,采用Image Quilting算法合成纹理并生成Wang Tile集,继而拼接大图像.实验表明,Image Quilting算法能够较好地保持纹理特征的连续性,但在接缝处可能破坏纹元特征.     

实现空间异性纹理映射的查找表方法

为了在移动平台中得到高质量、高实时性的纹理显示,设计并实现了一种基于查找表的各向异性纹理映射方法。该方法通过改变归一化椭圆足迹模型的自变量选择,精确测量各参数量化对图像质量的影响,由此建立查找表获得足迹组合滤波中的所需参数。在此基础上,根据系统有效带宽的限制,加入动态调节纹理映射带宽需求的参数选择功能。实验表明,该滤波方法显示质量高,计算复杂度低,且具有带宽可控的优点,适于移动平台实现。     

基于正交照片的人脸重建技术

用计算机模拟人体由于其广泛的应用正在得到越来越多的重视，而作为人的最主要特征的人脸的研究也成为了计算机图形领域最具挑战性的课题之一。此论文介绍了散乱数据插值和DFFD变形方法相结合的一般人头模板修改方法。作者利用该方法从两张互相垂直的照片重建出了特定人脸的几何结构。该方法增强了DFFD变形方法对轮廓形状的控制能力，同时保持了DFFD方法的细节调整能力，最后此论文对模型采用了多方向纹理映射技术重建出了真实感人脸模型。     

基于纸的物理建模的水墨画扩散效果仿真

为了更真实地模拟中国水墨画的独特艺术效果，提出了一种全新的基于物理建模的仿真方法。该方法构造了一个可控的物理纸模型以模拟宣纸，再在该模型上进行水墨扩散过程的模拟运行，以实现真实水墨画扩散效果的仿真。通过对宣纸纤维分布随机性的模拟，该方法成功地实现了“粒状现象”和不规则扩散边缘的仿真；并且还能控制致密度、吸水性以及纸纹理以模拟各式各样的宣纸。实验表明，该方法达到了十分自然逼真的仿真效果。     

基于Cg和OpenGL的实时水面环境模拟

实时水面效果可以大大增强虚拟现实系统的沉浸感。基于Cg图形硬件开发语言以及OpenGL,综合利用P-buffers技术、凹凸纹理技术、投影纹理技术以及动态纹理技术模拟了一个实时的、包括反射、折射、水面波动、太阳波光以及Caustics等效果的水面环境。该方法仅需要两个三角形单元来构建水面。     

虚拟地景仿真中地物的几何建模技术

地物的几何建模技术是虚拟地景仿真中最重要的研究领域之一。本文重点对几何形态建模、纹理映射建模等技术进行了较为详细的论述,并建成了“虚拟小区”三维视景模型。     

一种基于曲面细分的大规模地物建模方法

结合纹理特征曲线和高程数据,提出了一种曲面细分的算法来构建多分辨率地物模型.将地物表面的高程信息和提取该高程信息的特征值数据映射到三角网格纹理中,该算法给出了一种三角边与纹理特征曲线相交的三角面分裂方法构造自适应细分三角网格.通过设计细分三角网格的二叉树数据结构和开发测试程序进行测试,表明该算法具有建模速度快、保持几何特征较好的特点,可以满足在PC机上实现地物模型的大规模建模和实时交互显示要求.     

应用长宽等比约束的半球面纹理映射算法

在两步纹理映射算法中,半球面是使用较多的一种中介面。为了进一步减少半球面映射算法产生的纹理形变,首先对传统的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长宽比为约束条件,显著提高了纹理映射质量。通过理论分析和实验对新算法与传统算法进行比较,表明新算法具有一定优势。     

基于半规则纹理和三角块映射的表面流场模拟

针对基于点噪声的流场可视化不够形象的缺点,提出一种更直观的基于半规则纹理和三角块映射的三维表面流场可视化方法。首先,建立模型的三角化网格,并以三角形作为基本单元,以三角形的重心场作为三角形的流场,结合具有方向性的半规则纹理进行纹理映射。同时,建立最大样本集和最优样本集加速场流动过程中纹理重新映射造成的时间损耗。最后,说明了添加矢量点后,三角块流场的合成方式。实验表明,该方法可以获得较好的可视化效果。     

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。     

可视化粒子编辑系统的设计与实现

粒子系统是描述自然现象及其他过程式模型的有效方法，目前已在可视化仿真中得到广泛的应用。针对目前粒子系统算法研究分散的现状，利用通用的算法和面向对象的结构设计方法和随机纹理控制的方法，开发了一种可视化粒子编辑系统。该系统不仅可以实现多种特殊效果，而且可以完成其他建模软件难以实现的过程式模型。简述了系统的基本功能及粒子系统的基本原理，论述了系统的设计与实现过程，讨论了利用该系统开发一个过程式模型的基本过程及面向对象的系统结构设计方法，给出了该系统实现的一些典型效果截图。     

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。     

基于半规则纹理的三维表面流场可视化方法研究

针对基于点噪声的流场可视化不够形象的缺点,提出一种更直观的基于半规则纹理的三维表面流场可视化方法。首先,利用Mesh quilting技术在三维物体表面建立网格结构,并以组成网格结构的三角形作为基本模型,匹配样本纹理,形成第一帧纹理;随着流体的流动,角点的移动形成了新的网格结构,并对变形后的网格重新映射形成新一帧纹理图;最后,各帧纹理相连形成了一帧帧连续的流场动画。匹配过程中,为提高效率并保持帧之间的连续性,提出了最优纹理集加速匹配。实验表明,该方法可以获得较好的可视化效果。     

两步纹理映射的改进算法

两步纹理映射方法将映射过程分解为S映射与O映射两步进行。由于传统的S映射算法难以使纹理在中介面上保持连续，真实感效果不能令人满意。将中介面划分为对称的两部分，同时将纹理图案分割为两块，采用面积等出约束的对称映射算法将两块纹理映射到中介面两部分；运用加权插值技术对纹理接缝区域进行平滑处理，实现纹理的无缝拼接，进一步通过O映射，所生成的纹理能够在物体的所有表面都保持连续，具有较小的变形。