大区域地物场景的交互绘制

研究了大区域地理环境中地物场景的数据组织和快速绘制问题.首先,给出了基于层次四叉树组织管理大区域地物场景数据的方法;其次,描述了大区域地物场景交互绘制的流程,并对节点级视锥剔除阶段和遮挡剔除阶段进行了重点介绍.该方法便于集成到已有的实时地形绘制软件中.实验结果表明,在保证场景画面质量的前提下,集成后的系统能在微机上对大区域地理环境进行快速交互显示.     

基于图象的动态场景绘制技术

传统的基于图象绘制技术研究主要集中于静态场景的绘制,当场景中有流水,钟摆等运动对象时,绘制效果就难以令人满意。近年来,动态场景的绘制已日益成为基于图象绘制的一个新的研究热点。在深入阐述了基于图象绘制技术的基本概念和各类方法的基础上,着重探讨了当前在动态场景绘制技术方面的研究进展以及目前各类动态场景绘制方法中的有待研究的问题和不足之处,并提出了解决这些问题的思路。     

虚拟现实中的基于图像绘制技术综述

基于图像绘制技术为虚拟现实系统提供了更加可靠、真实、快捷的虚拟场景构建方案。虚拟场景的基于图像建模、支持基于图像的场景控制以及基于图像实时动态分布协同工作等技术领域成为了基于图像绘制技术在虚拟现实应用中的三个主要发展方向。按照面向虚拟现实应用流程和系统结构分类,讨论现有的基于图像绘制技术发展状况,分析各技术的原理以及优缺点,最后提出了面向虚拟现实应用的基于图像绘制技术的拓展方向。     

图像和建模相结合的虚拟场景绘制技术研究

虚拟现实的基础和核心是虚拟场景的构造与交互操纵。有两种方法实现基于微机的虚拟场景：图像的方法(Image-Based Method：IBM)和建模的方法(Model-Based Method：MBM)，这两种方法各有其优缺点。基于图像的方法虽然逼真性和实时性都很好，但只能实时浏览，而不能实时操纵；基于建模的方法虽然支持实时操纵，但其真实感较差。文中在分别研究基于图像、基于建模虚拟现实理论与实现方法的基础上，充分发挥基于图像方法和基于建模方法各自的优点，实现了图像与建模方法相结合的虚拟场景系统。文中介绍了系统的结构、功能、典型实例以及若干关键技术。     

基于多分辨率遮挡剔除的复杂地形绘制框架的研究

基于复杂地形实时绘制的特性,分析了地形多分辨率建模与遮挡剔除技术结合的必要性,提出了一种将地形多分辨率建模与基于最小二次方平面的地形遮挡剔除相结合的地形绘制框架及其设计原则.基于该框架的地形绘制算法除了能有效减少送入绘制管道的多边形数量之外,还充分考虑了算法性能的最优化及地形的动态扩展.实验表明了基于多分辨率遮挡剔除的地形绘制框架的可行性和有效性.     

面向虚拟场景生成的Morphing扩充方法

针对基于特征线段的Morphing方法在虚拟场景生成中的缺陷,研究提出了一种扩充方法,称为Morphing 。该方法通过增加图像间的映射关系,使其满足透视性质;增加了由点到特征线中点的距离控制参数,增强对特征线作用大小调节;同时,引入了位置特征线的概念来控制场景中对象可见性的变化,使得特征线的作用更合理,变换更真实。Morphing 克服了以前方法中存在的透视、可见性、特征线岐义、效率低等问题,提高了绘制效率,结果图像更逼真。     

真实场景的生成与实时绘制技术

真实场景的实时绘制是飞行模拟器视景系统开发的一个难点。本文介绍了采用大幅遥感卫星照片和DEM数据生成真实场景和使用IRIS Performer开发工具，实时绘制真实场景的技术，提出了采用区域分割，多精度模型等方法，将大片区域场景分成若干了子块，每块有几层模型的设计思想，提出了基于视步的场景数据动态分块调入与释放策略，应用该方法实时绘制的真实场景已投入飞行模拟训练，获得了满意效果。     

基于视域剪裁的三维场景快速消隐算法

提出了一种基于视域剪裁的三维场景快速消隐算法。对于场景中每个物体,通过判断其最小闭包长方体是否和视域相交,以决定是否绘制此物体。在我们的算法中,视域被抽象成一个近似方锥。这种近似并不影响判断效果,而算法的逻辑得到了极大的简化,速度得到了很大提高。在每一次相交判断中,只需进行乘法和加法运算。因为此算法数据结构简单,可以和其他基于层次遮挡的消隐算法一起使用。由于算法逻辑简单,适合采用硬件实现。     

基于图像分割的胎儿超声图像面绘制方法研究

三维表面绘制是图像图形领域中的一个研究热点问题.迄今为止,人们已经提出了许多不同的表面绘制方法,其中基于二维Delaunay三角剖分算法是最常用的一种.它广泛应用于地理测绘、工业建模、医学可视化等领域,然而如何应用于胎儿健康检查尚未见报道.本文基于扇形扫描三维超声图像的成像特点,设计了一种从二雏超声图像到胎儿表面三雏绘制的方法,包括了从滤泼,分割,边缘提取,抽点到点云的三雏表面绘制的整个过程.全部程序用vC 结合OpenGL实现基于三角形网格测量数据三维场景和格网显示,图形具有平移、缩放、旋转,选择修改等功能,买验证明对于三维超声胎儿表面绘制取得了相当不错的显示效果.     

基于深度图像绘制的视图合成

基于深度图像绘制（DIBR）的视图合成是3DTV中的关键技术。为了消除或减小合成视图中的空洞,常需要对深度图像进行平滑,但这往往会造成图像质量的下降,并造成“视图失真”。提出了一种新的基于DIBR的视图合成方法。该方法执行两次三维图像变换,第一次变换采用平滑后的深度图像,得到含有较小空洞的目标图像：第二次变换采用原始的深度图像,得到含有较大空洞的目标图像,然后以第二次变换得到的目标图像为基准将两幅目标图像融合,最后对得到的目标图像进行空洞填充。实验结果表明该方法合成的图像的质量令人满意,适用于3DTV中的视图合成。     

基于分布式绘制的大幅面立体像对快速浏览技术

针对当前影像数据存储格式不能适应海量影像数据快速访问的情况,研究设计了大幅面立体像对的逻辑四叉树存储格式,并通过立体像对的逻辑四叉树剖分算法把普通格式的立体像对格式快速转换成逻辑四叉树存储格式。由于单机显示无法满足大幅面立体像对的高分辨率、高沉浸感的显示,因此系统研究了大幅面立体像对快速浏览的分布式结构,包括硬件选择、分布式策略和通信方式等方面。由于当前分布式网络不足以支持大规模数据的实时传输,根据帧相关性原理,研究提出了大幅面立体像对的分布式缓冲机制。最后通过实验证明该方法能够实现大幅面立体像对的实时浏览。     

一种大数据量森林场景组织及其实时绘制方法

针对森林场景建模的复杂性和大数据量等特点,并在对比分析各种场景组织算法的基础上,阐述了采用八叉数结构（Octree）来组织森林场景的流程,提出了层次包围盒＋线性边缘检测的预裁剪算法,并将该算法应用于大数据量森林场景的实时绘制;文中还对实验结果进行分析,得出了八叉树结构对场景不同划分深度对绘制效率影响的规律。实验结果证明层次包围盒＋线性边缘检测的预裁剪算法的具有实用性和通用性等特点,特别适合均匀分布的场景数据的组织和实时优化绘制。     

基于图像空间的焦散实时逼真绘制算法研究

提出了一种基于图像空间的焦散实时逼真绘制算法,算法将焦散的计算过程进行了分解并采用动态组织浮点纹理的方式将计算所需的几何数据从几何空间转换到了图像空间,可完全通过GPU编程实现实时逼真绘制.算法的主要优点是适用于可变形物体,可模拟由物体双面折射形成的焦散现象,算法效率受场景规模影响小并可方便地与阴影等绘制效果相结合.实验表明,GPU的数据处理能力和可编程特性得到了充分挖掘,与经典焦散绘制算法相比具有明显的效率优势.     

基于改进的双快速行进法的图像分割方法

由于回转窑烧结图像境界模糊、噪声严重,传统方法难以有效地分割出烧结图像中的物料区、火焰区、充分燃烧区和黑把子区等关心区域(ROIs)。提出了利用敏感区域改进双快速行进法与利用能量衰减方程除去区域间耦合的图象分割新方法。首先,在快速行进法中引入了敏感区域的概念,定义了新的终止条件,利用改进后的双快速行进法与图像融合方法进行物料区和黑把子区的粗分割;然后,提出了采用能量衰减方程除去烧结物料对火焰区的影响,利用大津方法对火焰区进行粗分割,并通过粗分割的火焰区与黑把子区的差分来进行火焰区的精分割。对回转窑烧结图像的分割试验表明,利用本方法能够有效地从回转窑烧结图像精确地分割出ROIs。     

基于Vega的视景驱动软件的分析与设计

针对在Windows NT平台上开发基于Vega的视景驱动软件中所遇到的问题，该文从面向对象的软件分析与设计、可复用面向对象的软件技术－－设计模式以及Windows的核心机制等诸多方面进行了逐步的分析与设计，并最终给出了一种妥善的通用解决方案。     

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。     

基于区块自适应网格的全球地形快速绘制算法

在基于球面剖分的全球地形数据组织模型基础上,实现了一种视点相关的全球地形数据快速调度与可视化的算法。提出了一种基于区块纹理分辨率的自适应目标层次模型提取方法,能够快速准确地得到视点相关的正确细节模型,且算法的时间空间复杂度与全球地形模型的数据量无关。进而通过利用区块结构的一致性进行高效的外存数据调度,尽可能地减少了系统I/O带来的性能瓶颈,在实现数据重利用的同时很好地管理了内存消耗。实验表明,基于该算法可以实现全球地形的高效绘制,并且对硬件配置要求很低,具有很好的实用性。