基于几何和图像的混合式图形实时绘制算法

将基于几何和图像的图形绘制算法有机地结合起来,通过逆向Warping技术来实现两预测图像间的光滑过渡．引入了深度值的非线性变换和二阶差分运算,从而实现了由深度图像到三维局部场景的快速层次重建．利用所得到的三维几何模型及纹理映射技术,实现了中间过渡画面的实时生成．实验结果表明,算法对场景复杂性的依赖程度较低,能在中低档图形工作站上实现复杂场景的实时绘制．     

基于在线重建的遥操作预测显示系统

为了提高遥操作的操作效率,采用一种基于单目视觉的预测显示方法来解决时延导致的视觉反馈滞后问题.该方法通过基于地图的相机位姿估计算法来实时跟踪机器人的状态,在线构建机器人工作环境的三维几何结构模型,并结合多纹理映射技术进行渲染,将模型重投影到预测视点下,得到逼真的预测图像.搭建了一个基于客户端-服务器端模式的系统平台,用于未知环境下的遥操作.结果表明,在总长为7.112 m的摄像机运动轨迹中,位姿跟踪的平均误差约为0.015 m.该系统不仅能提供预测图像,而且支持生成任意视点的图像,有利于操作者从各个角度观察机器人工作场景.     

自适应实时阴影算法研究与实现(英文)

提出一种有效的自适应阴影算法。该算法首先用多个有不同深度的阴影图来替换传统的一个阴影图,然后在绘制场景到屏幕之前,将场景绘制到一个屏幕缓冲纹理中,对其进行PCF和模糊处理,最后生成阴影。实验表明,该算法简单实用,不仅能够在保证大规模场景绘制速率的同时,生成令人满意的逼真实时阴影,还能达到在大规模场景中实时绘制阴影的效果。     

大规模室外场景中漫游实时渲染技术研究

大规模室外场景中漫游并实时渲染问题是目前图形学和虚拟现实中研究的热点,其中如何有效地剔除场景中无关物体,将关系到实时渲染的速度和质量.基于现有算法,提出地形采用分块管理和对场景中物体进行视锥扫描的方法来绘制整个室外场景.实验结果表明,该方法在大规模室外场景中漫游并实时渲染上能取得较好效果.     

大规模室外场景中漫游实时渲染技术研究

大规模室外场景中漫游并实时渲染问题是目前图形学和虚拟现实中研究的热点,其中如何有效地剔除场景中无关物体,将关系到实时渲染的速度和质量.基于现有算法,提出地形采用分块管理和对场景中物体进行视锥扫描的方法来绘制整个室外场景.实验结果表明,该方法在大规模室外场景中漫游并实时渲染上能取得较好效果.     

建筑物室外环视中加速绘制算法

提出一种用于建筑物环视系统混合绘制的加速方法,场景划分为主体模型和层次环境的带有深度的图像缓存(sprite with depth),采用BSP树存储场景的具有深度的图像缓存,用模型对存储场景的BSP树应用三维裁剪算法来减少不必要的绘制,并在环视过程中采用生成替代图像缓存方法,加速环视场景的生成.     

基于图像的3D场景重建

给出了用DSP实现基于图像的3D场景重建的方法和步骤.3D场景重建主要由摄像机标定、图像采集和基于图像的重建3个部分组成.在摄像机标定中,使用摄像机作为测量装置来确定它的内部和外部参数,比对摄像机直接进行测量更为方便;利用摄像机、SEED-VPM642实时图像处理应用平台和PC机构成的系统进行图像采集,DSP芯片与PC机的图像传输采用PCI通信实现;采用体素着色(Voxel Coloring)方法实现3D场景重建,使现实物体在计算机虚拟世界中得以重现.     

基于多RGBD摄像机的动态场景实时三维重建系统

使用多台基于FPGA嵌入立体计算的RGBD摄像机搭建动态场景实时三维重建系统. RGBD摄像机能够以视频速度输出场景的彩色(RGB)图像及对应的稠密视差(disparity)图像,由视差图像可进一步得到场景的深度图. 多台RGBD摄像机运行在统一的外部时钟和控制信号下,可实现对目标场景数据的同步采集. 为了提高各视点所获取的场景深度图质量,根据多RGBD摄像机系统视点分布较为稀疏的特点,使用概率密度函数估计的方法进行多视点深度图的融合. 融合后的深度图由PC集群进行处理,可实时生成所拍摄场景的三维空间点云. 实验结果表明,本文系统可以有效地重建包含多个运动目标的大型动态场景.      

三维地形的实时绘制与漫游

三维地形的实时绘制与漫游有着广阔的应用前景，它能够交互式地从各个不同的角度更形象更直观地展示三维地形，具有很大的实用价值。这里介绍了三维地形的实时绘制与漫游在PC机上的研究与实现，本系统采用了基于层面叠加的场景绘制技术，实现了立体视觉，同时还提供了方便的交互工具，使整个系统的实时性和画面的真实感程度都达到了较高的水平。     

基于图像绘制技术及其应用前景

基于图像绘制技术是目前对真实感复杂场景建模和实时绘制的新的有效方法 ,可以克服传统的基于几何建模方式中建立真实模型的困难和在普通计算机机平台上难以实现实时绘制的缺陷。并综述了基于图像绘制技术的发展历程与研究现状、研究方法以及宽阔的应用前景。     

一种基于规则网格的地形简化算法

为了进一步研究层次细节技术在实时绘制大规模地形场景中的有效应用,提高海量数据三维地形的重建速度,基于DEM数据及视觉相关地形简化的特点,提出了一种基于网格划分的实时简化算法.该方法首先将DEM栅格数据分成以视点为中心的数据块,利用视觉相关的误差简化算法实现了DEM数据的快速动态分层与地形平滑,其次利用三角剖分方法最终消除了裂缝,对实际数据的实验结果验证了本算法的有效性.该算法能有效地对地形数据进行多分辨率简化,简化后的地形不仅保留了地形表面特征,还能满足实时漫游的需求,可以高效地消除场景漫游过程中图像的跳跃.     

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.     

BSP树消隐算法的改进研究

BSP树算法是在三维景物空间中实现消隐的一种常见算法.BSP树消隐算法中的遍历算法通常是采用递归来实现,在实时虚拟环境具体实现时会导致很大的系统开销.本文在分析BSP树消隐算法中的BSP树的构造和遍历方法的基础上,以一种基于顺序存储结构的非递归算法来代替通常的递归算法,有效的提高了BSP树的遍历速度,提高了三维景物空间的消隐的生成速度,降低了场景中的景物表面多边形的存储空间,有利于实时虚拟环境中三维景物的快速生成.     

虚拟场景中三维树的建模与仿真

树木是构建虚拟场景不可或缺的元素.针对传统的树木分形生成算法耗时长,计算复杂、不适合在构建实时动态的场景中使用的缺点,提出了一种通过构建树木的枝干模型,采用递归算法和OpenGL纹理映射的方法来渲染具有真实感的三维树木,并且可以利用各种成熟的诸如光照等技术做进一步的处理以适应各种需要.同时,为了从任意角度观察模型,通过构建OpenGL摄像机类,实现了三维树木不同视角下的三维漫游.试验结果表明,所述的原理方法稳定可行,所实现的效果符合三维可视化的要求.     

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.     

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。     

基于保持内容的变形算法的虚拟展示系统

采用基于图像渲染的算法实现了三维虚拟展示系统.该系统可以从不同角度,以不同放缩比例交互式浏览真实物体.首先基于SfM算法来重建原始摄像机轨迹和稀疏的三维点云,并拟合摄像机轨迹为三维平面圆.在两连续视点之间使用对极变换算法,将特征点集投射到新视图,最后使用基于保持内容的变形算法生成新视图图像.两视点都能生成对应的新视点图像,连续两个视点可以生成内部新视点的两幅新视图.最后新视图和原始视图合成视频.该系统通过操作视频实现放缩和旋转的交互式浏览方式,优点在于不需要对物体做三维重建,仅基于图片的方式来展示物体.和基于三维重建的三维展示系统不同的是,该系统基于图像渲染,运算量小,交互方式简洁、更真实.     

从低分辨率图像序列重构高分辨率图像

从多视图几何技术出发,利用透视同伦变换技术、切点累积生成和运动估计及几何校正等技术将一组真实场景照片重构出一幅高分辨率的柱面全景图。由此研发的交互式全景漫游生成系统ADPW具有全景图生成、基于超媒体架构的多媒体信息融合、交互式全景漫游、发行(脱离系统运行)等功能,不仅实现了高度真实感的多媒体实时交互漫游,还可以发行相应的虚拟场景浏览器,脱离ADPW开发工具单独运行,可作为用户二次开发工具以便用户进一步开发。     

基于Bayes网络的航空图象理解模型

提出一种基于Bayes网络的图象理解模型,用于检测与描述城市航空图象中的停车场、空地、房屋等二维和三维目标.模型首先使用一种基于感知组织的算法生成焦点区域,然后使用Bayes网络建立焦点区域的图象特征与目标之间的(不确定性)联系,由Bayes网络推理机制完成对焦点区域的识别.对于屋顶区域,模型使用一种基于DEM(digitalelevationmap)方向直方图的匹配算法进行模板匹配,生成房屋的三维几何模型描述.模型中所有Bayes网络组成层次结构,可以方便地增加被识别目标的种类;图象特征与提取图象特性的算法之间由一种称为证据源的数据结构相连接,可以方便地扩充图象特征的提取算法.由此实现了模型的易扩展性.实验结果表明了本文模型的有效性.