Real-time rendering algorithm based on a hybrid rendering scheme

A real-time rendering algorithm based on a hybrid rendering scheme is presented. The key frames of the virtual scene are generated with a geometry-based approach, then a non-linear transformation to all visible points of each frame near the current viewpoint is performed to reveal their coplanar characteristics and a hierarchical polygon ap-proximation of the local scene is set up. Any intermediate image between the two key frames could be obtained by re-projecting these polygons onto the view plane related to the current viewpoint. The gaps that might appear on the inter-mediate image are filled through bi-directional backward image warping. Experimental results show that our approach is insensitive to the complexity of the scene and has a satisfactory performance.     

Real-time rendering algorithm based on a hybrid rendering scheme

A real-time rendering algorithm based on a hybrid rendering scheme is presented. The key frames of the virtual scene are generated with a geometry-based approach, then a non-linear transformation to all visible points of each frame near the current viewpoint is performed to reveal their coplanar characteristics and a hierarchical polygon approximation of the local scene is set up. Any intermediate image between the two key frames could be obtained by re-projecting these polygons onto the view plane related to the current viewpoint. The gaps that might appear on the intermediate image are filled through bi-directional backward image warping. Experimental results show that our approach is insensitive to the complexity of the scene and has a satisfactory performance.     

基于连续细节层次的地形动态生成技术

研究地形实时生成技术,采用连续细节层次快速绘制技术,按照地形的局部起伏程度和用户视点信息动态确定绘制时的地形网格。算法采用基于视角的误差度量方法,将静态误差在屏幕上的投影转换为该误差相对于视点的夹角。采用自顶向下搜索层次四叉树的方法以获得恒定的帧频,并利用相邻帧之间的连续性和三角形扇形结构提高地形的实时绘制速度,实验结果证明了算法的有效性,基于视角的误差度量方法和层次四叉树结构可以有效减少时绘制时     

基于水平差集的多精度图像表示及绘制

提出了一种图像的非线性尺度空间表示方法，并将其应用于时间要求严格的场景绘制。首先把图像分解为水平差集，对水平差集的连通分支赋予一个测度，然后根据测度从大到小对所有水平差集的所有连通分支进行排序。绘制进根据所排序依次将连通分支显示出来，根据时间的限制， 显示的将是不同层次细节的图像。这种表示方法具有保形、保对比度的特点。最后，给出了实验结果，并探讨了此方法的局限性及改进方向。     

一种基于扫描线的卡通画仿真新方法

通过分析卡通画的艺术特点,提出一种基于扫描线的卡通风格渲染方法,首先对用户输入的图像进行边缘检测提取出轮廓,然后进行颜色的均一化处理,最后得到具有卡通风格的结果图像.为了满足本算法的要求,提出了基于直方图的边缘检测参数的计算和基于扫描线的颜色处理两个算法,能够自动、实时地完成渲染过程.实验结果表明,本方法的渲染效果更接近于手绘风格,且无需用户交互,适合于卡通动画和个性化照片等领域的应用.     

基于4叉树的LOD地形实时渲染技术

为了解决在渲染多细节层级地形过程中出现的裂缝问题,提出了一种基于4叉树的强制分割的改进算法.使用4叉树结构对地形片进行管理,当地形中相邻地形片之间的细节层级大于1时,通过对地形片进行强制分割,保证相邻地形片之间的细节层级差不大于1,从而解决裂缝问题.实验结果证明基于4叉树的强制分割算法在对地形进行渲染时,能够很好地解决地形裂缝问题,实现了地形的光滑连续的绘制,使绘制的地形更真实逼真,同时又不影响地形的高效实时渲染.     

基于服务器的虚拟三维地理信息系统的研究与开发

随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求从真三维空间来处理问题.文章阐述了基于服务器的企业级虚拟三维地理信息系统的设计与实现,系统主要采用了开放式的系统结构、网络化的服务方式和多数据源的融合技术,结合了高效的三维建模算法,允许企业将自己的二维GIS数据融合进三维GIS系统中,从而支持企业特定的应用.     

基于图像绘制的球面全景图生成及自动拼接技术研究

提出了一种基于球面投影模型的全景图像自动拼接算法,对手持相机获得的系列照片,构建了球面全景图像.使用等距离匹配算法计算相机的焦距,以相机焦距作为球体半径,将照片图像投影至球面上.两张相邻照片拼接时,以照片的投影图像最大宽度处一个像素对应的角度(弧度)为步长,从两图像中心处开始,取一定宽度的图像块进行匹配,找到两相邻照片最佳的拼接(经度)线,实现相邻两照片的自动拼接.将系列图像的拼接结果整合,得到360°视角的全景图像;然后进行上下层全景图像的拼接,生成全视角球面全景图,效果较好.     

基于连续细节层次的地表模型实时绘制算法

研究地表模型的实时绘制,提高绘制速度及可信度。采用点到平均平面的误差度量和基于渐进网格的动态简化方法,使简化可随视点参数而动态变化。     

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。     

基于狭缝图像的三维虚拟漫游

基于狭缝图像的四维光场模型,设计并实现了一个完整的三维虚拟场景漫游平台系统。使用四叉树结构对场景进行组织,实现了对三维场景的自适应非均匀采样,提高了采样的效率;采用临近点插补方法,解决了重采样中出现的图像空洞;通过对漫游时的内存管理、路径预测和碰撞检测处理,提高了漫游的稳定性与连贯性;对漫游速度做了测量,对绘制图像的质量做了比较。     

基于粒子系统的飞行特效模拟

基于粒子系统理论,提出飞机尾焰建模方法,采用纹理映射技术、多细节层次（levels of detail, LOD）技术对尾焰粒子进行实时渲染,加快了渲染速度,增强了真实感.仿真结果表明,生成的飞机尾焰效果真实,具有良好的实时性,可在普通的PC机上流畅运行,同时给出了雨和雪的特效仿真.     

虚拟可视化城市研究

对MultiGen Creator和Vega等软件进行二次开发．综合利用虚拟现实(VR)技术、全数字摄影测量系统、地理信息系统(GIS),制作具有真实三维环境的虚拟城市系统．论述基于图像的建模与绘制(Image-Based Modeling and Rendering,IBMR)等获取虚拟模型的技术,把CAD,3DSMAX和Imagis软件的模型,转换到MultiGen以及处理纹理的技术。     

基于二次误差度量的网格简化算法

网格简化是提高计算机处理复杂模型速度有效方法,要求算法时间和空间复杂性低,简化质量高且简化结果中三角形紧致性好,给出一种简化三角形网格表示的三维模型的算法。算法采用边折叠为基本操作,以点到相关直线的距离的平方为误差度量。为降低算法的空间复杂性,简化过程中每个点保留一个浮点数的历史记录。实验结果表明,在ＰⅢ上,算法可在１２ｓ内简化含７万个三角形的模型,简化结果中三角形紧致性大于０．９的三角形数为５６     

基于信息熵的分块地表模型无缝绘制方法

设计一种视点相关的地形分块调度处理框架,针对大规模分块地形的实时载入和渲染时不同层次细节之间的缝隙,提出一种基于信息熵的实时缝隙填充方法,将三维场景绘制结果转换到图像空间,根据地形之间的缝隙与周围纹理的差异定位缝隙,通过在全局范围内使用确定的邻域搜索最佳匹配像素对缝隙中的每个像素进行填充;在填充时使用纹理颜色信息熵筛选需要检索的像素以降低计算量,并结合GPU图形硬件对算法进行加速。实验表明,该方法能够对大规模的地形进行实时漫游同时对分块间的缝隙进行平滑填充。     

利用表面元素绘制图形的方法

讨论计算机生成真实感图形的新方法. 针对某些非解析曲面, 研究了基于表面元素的造型方法和绘制方法. 在全局光照模型下, 采用光线跟踪技术, 结合所提出的新方法绘制了几幅真实感图形, 取得了良好的效果, 有效解决了传统方法中存在的一些问题.     

基于局部熵的实时连续多分辨率地形绘制

基于局部熵的连续多分辨率地形绘制算法,使用局部熵因子作为粗糙度新的衡量因子.由于局部熵因子取值范围的不确定性,要对局部熵因子自底向上进行误差扩散,从而消除节点间可能产生的裂缝.局部熵因子考虑了更多的顶点信息,实验证明其能比高度差更好地评价节点的粗糙度,能以较高的分辨率绘制局部比较粗糙的地形节点.     

基于多细节路网Voronoi层次模型的最优路径算法

随着城市交通的日渐拥堵,最优路径算法已然成为众多研究学者共同关注的话题。本文在分析了线Voronoi图相关特性的基础上,构建了基于路段的Voronoi图层及其相对应的Voronoi多细节层次模型。在此基础上,结合空间层次推理的思想,本文进一步设计了一种基于线Voronoi图的最优路径算法,该算法首先利用起止点所在的Voronoi区域查找路径的主干部分,在找到的路径中,如果相应小区域内对应的道路不连通,则获取相关区域内的次级路网数据及其对应的Voronoi数据,继续计算最优路径,直到形成一个连通路段的集合。在此基础上,计算由起止点连接路径主干部分的分支路径。实验证明,该算法不仅符合人们对出行线路规划时的思维过程,还能有效地缩短车辆的出行时间,为人们的出行提供可靠、快捷的诱导策略。     

CAD环境下一种支持大装配的产品模型轻量化技术

针对CAD环境下操作复杂大装配常出现加载和显示困难的问题,提出了一种CAD环境下的轻量化解决方案,将参数化表达和多细节层次(LOD)轻量表达共同定义于产品模型,满足CAD编辑需要和大装配操作.多层表达中保持了特征属性相关性,支持轻量显示时零件属性查询.默认加载LOD1表示,避免了分元操作,加载速度快.大装配操作困难时,逐层降低零件LOD层数,在流畅显示的前提下保证了显示精度.最后,在SINOVATION系统上开发实现该方案,实例表明其加载和显示效果良好.     

一种三维地形可视化细节简化方法

通过对数字高程模型数据多进制小波变换金字塔和基于二次误差的三维景观全局简化算法的讨论，提出了一种基于多进制小波变换改进的三维地形细节简化绘制方法，并给出了算法实验结果。