虚拟现实系统中飞行器航迹的实时模拟

烟雾等无定形物质的模拟一直是计算机图形学领域一个具有挑战性的问题,烟雾的实时模拟更是一个困难的问题。虽然目前现有技术已经可以生成真实感较强的动态烟雾,但由于这些方法多采用基于粒子系统的体绘制技术生成图像,因而大多数无法满足ＶＲ系统的实时性需求。本文提出了一种在ＶＲ系统中实时模拟飞行器尾部航迹的方法,该方法利用对平面多边形顶点灰度和透明度的扰动实时地生成和绘制航迹,算法简单高效,所生成的尾迹真实感较     

基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化

在科学计算可视化中，由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息，所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器（Fragment Shader）技术，在当前主流PC机上，实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中，能够实时生成高质量的体可视化图像。     

三维交互场景中基于图像的实时阴影渲染与反走样技术

阴影是增强三维场景真实感的重要手段.首先对三维场景中的阴影进行分类并分析其具体要求,考虑到满足虚拟场景的交互性,针对静态阴影,采用改进的快速光线跟踪算法和预烘焙生成光照图方法分别实现了地形和地物阴影;针对动态阴影,采用光源空间透视阴影图技术进行实时渲染.对基于图像渲染阴影存在的边缘走样问题进行了分析,讨论了投影参数对反走样的影响,并验证其效果.实现的阴影效果达到了较好的实时性和真实感.     

一种改进的光源空间透视阴影图算法及其实现

阴影对于虚拟环境真实感也有着重要的影响.阴影图算法具有良好的灵活性和性能优势,非常适合在实时虚拟环境生成中应用.基于光源空间透视阴影图算法给出了一种更精确的潜在遮挡物凸包体的计算方法,提出了一个更优化的光源空间透视变换参数计算方法,并对原算法中没有涉及的投射走样问题进行了讨论.最后给出了一种可以较好的模拟出软阴影效果的方法.     

基于膨胀腐蚀算法的软阴影生成

针对基于阴影图的半影生成算法中生成速度慢.本影区域过大的问题,提出了基于膨胀腐蚀算法的改进算法.首先利用阴影图的深度图生成一个亮度图,并计算出阴影的半影区相对于由点光源形成的硬阴影的距离,然后利用膨胀腐蚀算法根据求得的距离对亮度图进行适当的膨胀和腐蚀,最后利用经过处理的亮度图求得最终渲染结果.算法充分利用了阴影图算法不考虑场景本身结构的特点,并利用了GPU高度并行计算的优点,可以实现实时动态的高真实感的阴影渲染,并具有抗锯齿走样的特性.     

基于曲面纹理映射的图像对象阴影快速生成方法

在虚拟环境中，对象阴影的轮廓与在光源位置对对象的观察视图相同。通过对图像对象的视图载体进行网格化分割，对每个网格点基于光线跟踪算法计算投影点，基于光源位置计算对象阴影轮廓，从而提出了一种三维地形场景中基于曲面纹理映射的图像对象阴影快速生成方法，并对算法的性能进行了分析。实验表明，在动态光照条件下，该方法在增强对象真实感的同时，能够获得较为理想的场景渲染实时性。     

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。     

基于投影的增强现实系统中的光照技术研究

基于投影的增强现实系统是增强现实技术中的一个新的研究领域。针对基于投影增强现实技术的魔幻展台系统中的光照问题,我们提出了一套解决魔幻展台中真实场景与虚拟场景光照影响一致性的方法,给出了相关算法的关键代码,采用投影仪补充投射阴影的方法来实现虚拟物体的阴影制作,解决了真实场景与虚拟场景之间相互遮挡的问题,增强了魔幻展台中虚拟物体的真实感及与真实场景的一致性,取得了良好的效果。     

视景仿真系统中实时阴影绘制技术的研究

实时阴影绘制技术是计算机图形学领域研究的热点之一。在视景仿真系统中应用实时阴影是一个仿真界还没有很好解决的难题,对阴影体算法的原理进行详细的剖析的基础上,提出了一种改进的混合算法,并且在开发视景仿真系统的过程中成功的进行了应用。     

基于Monte-Carlo辐射模型的水下光场绘制技术研究

过去的几十年中人们提出许多处理光照及阴影的方法,但这些常规方法大都致力于生成空气介质中真实感的三维动画,而对传统的水下光场及光影的动态效果建模问题研究较少。给出一个水下光场及流动光影效果的计算机模型。该模型从海洋水体的光传输物理特性,然后根据该特性给出Monte-Carlo模型,通过研究风海波下光的干涉现象及漫射现象,建立水下光场的二三维可视化模型,基于改进的全局光照及辐射度模型实时计算出阴影的流动效果。此外,还给出了生成三维水下光场及动态光影的方法及相应的游戏动画图例。     

基于GPU的自由立体显示器通用渲染算法

自由立体显示器作为三维显示器中的一种,能够产生具有空间感的三维映像,但在显示虚拟的三维场景时,需要对场景进行多视角渲染,渲染和数据传输次数都数倍增加,因而实时渲染成为难题。与传统的多视角渲染方法不同,提出的加速算法改变了渲染流程,把每个视角渲染后用于合成的子图像不再存回系统主存中,而是将这些子图像传入纹理内存。同时程序中采用了多处最新的OpenGL扩展功能,通过FBO将场景直接渲染到三维纹理,极大提高了纹理传输和多层纹理混合的效率,从而加速了整个渲染过程。另外,由于本方法保留了对各视角图像的独立渲染运算,对渲染场景具有很强的通用性。通过与其他算法的实验比较,证明了提出方法的通用性和稳定性,达到了实时显示的要求。     

航天视景仿真特殊效果图形生成技术

深入分析了航天视景仿真中火、云、烟、雾霾等特殊效果图形生成三种通用的方法;纹理映射、粒子系统、分形图像生成,并对其进行详细的比较分析,此外还进一步介绍了纹理映射中采用的Billboarding和体绘制技术。     

基于天基发射源的SISAR全息信号表示及其成像方法

针对地基双基地前向散射栅栏雷达只能探测低空飞行器且侧影轮廓像不能直接表现目标侧影等问题,提出利用天基发射源组成天基阴影逆合成孔径雷达（shadow inverse synthetic aperture radar, SISAR）,分析了天基SISAR在探测高度、探测效果及成像上的优势。在地基SISAR侧影成像原理的基础上,重新定义了坐标系统,推导了天基SISAR下目标全息信号的公式。分析其成像原理,提出在小衍射角条件下,目标顶部轮廓与目标全息信号之间实际上是经过幅度压缩后的傅里叶变换关系。仿真实验证明了目标顶部轮廓与目标全息信号关系的正确性。     

星载干涉SAR阴影及叠掩区域相位重构方法

针对星载干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)定位过程中的问题,分析了星载InSAR阴影区域干涉相位图的相位特点,结论为在距离向上阴影区域两个临界端点处的相位差很小。在该结论的基础上给出了阴影区域的相位重构方法,该方法有效解决了阴影区域相位在解缠时不能传递正确的缠绕周期。建立了InSAR叠掩区域相位模型,推导了叠掩区域的相位特性,并针对该特性给出了叠掩区域的相位重构方法。仿真结果表明了阴影和叠掩区域相位重构方法的有效性和实用性。     

一种基于per-pixel光照的高质量体绘制算法

分析讨论了一种基于per-pixel光照的高质量纹理映射体绘制算法。可以精确地对任意的动态点光源进行光照计算,这主要归功于在光照计算中采用了归一化的梯度,以及在每个像素上计算光照强度。同时,还提出了一种新技术通过对梯度的实时计算来有效的减少在传统基于纹理映射的体绘制中巨大的内存消耗,使得大规模体数据的实时绘制成为可能。充分利用了目前PC图形硬件成熟的可编程特性,特别是fragmentprogram,可以快速的载入体数据,得到可交互的绘制。最后对医学体数据进行绘制,得到了较为理想的结果。     

我国影子银行的风险传导渠道及监管对策研究

近年来影子银行的快速发展有利于促进经济社会的发展,但同时也对金融市场的稳定性带来了不同程度的风险.深入研究影子银行的风险传导机制,提出适当的监管对策,适时化解风险,具有重要的现实意义.基于有向无环图(directed acyclic graph,DAG)的结构向量自回归模型(structural vector autoregression,SVAR)及脉冲响应,本文对影子银行与商业银行、货币供给、证券/债券市场、房地产、宏观经济之间的风险动态传导进行了合理测度,从货币政策、资产价格和实体经济三种传递渠道,深入探讨了影子银行的风险传递.研究结果表明,无论短期还是长期行为,影子银行的风险主要受到货币政策渠道的影响,它可在一定程度上放大货币政策的传导效应,且当商业银行受到一定的风险冲击时,影子银行遭受风险的概率也相应增加.从短期行为分析,影子银行的风险会通过汇率向实体经济进行传递,而在长期方面,影子银行的风险则会通过资产价格渠道传染到债券市场.     

基于GA-ANN的中国金融安全预警系统设计及实证分析

国家金融体系的安全运行关系到经济社会的稳定,建立有效的金融安全预警系统已成为各界十分关注的焦点.基于现有文献,在金融安全预警指标体系中补充影子银行相关指标,以保证高杠杆、高流动性风险的经济参数参与建模,使得金融安全预警指标体系更加完整;运用因子分析计算七个金融子系统及整体金融系统安全得分,基于遗传算法优化的人工神经网络(genetic algorithm-artificial neural network,GA-ANN)建立中国金融安全预警系统,观察金融系统运行是否平稳、金融安全得分是否出现剧烈波动或异常值,以此判断国家金融状况是否安全,并对2013年我国金融安全状况进行预测.其中,GA-ANN网络较径向基神经网络、反向传播神经网络和广义回归神经网络,具有更好的拟合精度.预测结果显示2013年下半年我国金融系统总体运行安全,但在影子银行、股市和保险子系统存在一定的不安全因素.研究成果为政策制定者和广大投资者对国家宏观金融安全预判提供了参考依据.