森林场景中太阳与阴影实时动态可视化模拟

【目的】为真实地模拟森林场景中太阳与阴影的实时动态效果,将优化计算资源与自然光照的可视化模拟相结合,实现大规模森林场景阴影实时动态绘制。【方法】用子节点旋转方法分别构建太阳和阴影场景,采用Billboard技术进行太阳场景绘制,使用PSSM算法绘制阴影。建立各自子节点并绑定于共同的根节点上,通过在世界坐标系统中同时旋转子节点实现树木阴影形态随太阳一日升降的实时变化过程,并对有无阴影时的渲染效率进行了比较。【结果】加载5 000棵树以内,阴影绘制效率高达70.0 帧/s; 加载超过6 000棵树时,有无阴影的绘制效率都呈相对平缓下降趋势,且有阴影是无阴影时平均绘制效率的70%; 加载19 000棵树时,阴影绘制效率为16.0帧/s。【结论】子节点旋转方法试验数据容易获取,算法简单快速,效率较高,绘制效果使森林场景更加逼真,可以达到较好的视觉效果并满足实时可视化要求。     

一种动态森林场景快速仿真方法

针对风力作用下的大规模森林动态场景,提出了一种基于动态纹理技术和硬件加速技术的快速仿真方法.该方法根据风力矢量和视向量,将树木受力应变分解为横向应变和纵向应变2部分;对于横向应变,使用图像变形技术实现高真实感应变仿真;对于纵向应变,通过Billboard云分段受力变形,实现快速应变仿真;使用动态纹理技术,将动态的横向变...     

基于纹理的流场可视化方法研究综述

纹理可视化方法是一个可以提供高分辨率输出纹理的流场可视化方法,具有有效性、通用性,被广泛应用于模拟计算流体力学、环境科学、材料工程等多个领域.纹理可视化方法最为核心的研究问题是产生揭示流场特性的纹理,按某种方式在图像空间对像素进行有序排列,呈现出方向、朝向与大小等信息.文中重点围绕纹理可视化方法研究进展进行介绍.首先在对国内外研究工作全面分析与总结的基础上,根据生成不同分辨率纹理所采用的方法不同,将其分为点噪声、线积分卷积、流体、纹理平流等4大类,详细阐述每一类方法的原理及特点,并重点介绍每类方法近期出现的新工作;其次,对各类方法的优缺点及产业影响进行对照分析;最后,对未来展望进行讨论.     

基于三维表面纹理合成的流场可视化

本文提出了一种基于三维表面纹理合成的流场可视化方法。不同于传统的基于二维静态纹理的流场可视化,该方法在流场中添加了光照信息,可以得到任意光照和视角条件下的流场图像,从而使得可视化结果更加直观、真实。采用方向性三维表面纹理来表示流场的矢量信息,并结合3I重光照方法实现了任意光照和视角条件下的流场可视化。     

一种新的红外纹理生成方法

为解决大规模背景场景纹理生成中的问题,结合纹理数据和物理模型,提出一种新的红外纹理生成方法.分析背景红外成像模型,通过建立背景温度模型、辐射模型、灰度映射模型,得到不同天气、任意时段的红外灰度值;利用可见光纹理图像,结合统计方法提取灰度空间分布,合成红外纹理.通过调节合成因子,可以生成具有红外辐射信息又不乏灰度空间变化信息的红外场景仿真图像.实验结果表明:该方法有效解决了实测数据获取困难,复杂建模耗时耗力、计算误差大的问题;生成的红外场景可视化效果大大提高,同时也能真实反映场景24 h温度变化规律.     

基于多重纹理和动态纹理技术的实时水面模拟

实时水面的模拟是近年来三维游戏以及虚拟现实领域积极探索的问题,真实感强的水面可以大大提高游戏以及仿真系统的沉浸感。文章基于OpenGL函数库,利用多重纹理、动态纹理技术实现了对实时水面效果的模拟,其中包括水面流动效果和水面Caustics效果。     

基于纹理基元与颜色的室外自然场景分类

为解决算法生成纹理地图时时间耗费量大的问题,提出采用KD-tree算法对数据结构进行划分、减小KNN算法搜索复杂度、提高搜索速度的方法.针对基于纹理基元的分类算法无法准确检测室外某些纹理相似性较高的自然场景,提出加入颜色特征、设置相应权值构建混合模型的方法.实验结果表明,基于KD-tree的KNN算法可缩短分类时间、满足实时性的要求,基于纹理基元与颜色的分类算法在室外自然场景中能够获得较高的分类精确度.     

沙市河段水流运动动态可视化

关于水流运动特点,传统的表现形式不生动直观.此次研究以沙市河段为背景,在原型观测资料的基础上,运用河流动力学理论和先进的计算机图形学技术对其水流运动进行动态可视化演示,在较短的时间内传递大量真实有效的信息,有助于管理层及工程人员的决策和施工.     

大纹理场景实时交互技术-裁剪纹理

对于大纹理数据的处理,传统的做法会导致大量重复的工作,利用Cliptexture方法却可以解决这一难题.阐述了Cliptexture的结构、数据调度和纹理替换方法—环行装载,并对纹理装载控制DTR的基本算法思想进行了描述.通过存储效率分析说明了该技术处理大纹理数据的有效性.     

一种基于图标技术的可视化方法与应用

基于图标技术是数据挖掘可视化技术中的一种重要技术之一,本文在此技术的基础之上,给出了一种数据对象可视化表示的规范化方法,提出了基于图标技术的一种统计数据的可视化模型及表示方法,最后给出了利用此可视化方法的应用例.结果表明这种方法对于数据的可视化表示是简单而有效的.     

基于公告牌云团的森林场景快速渲染方法

数字化虚拟场景中对森林场景的实时渲染是计算机图形学一项重要的内容。渲染方法从森林场景的搭建入手,在研究相关主流方法的基础上,分析了原始公告牌云团算法的优势及裂缝与连通性的问题,并在阐述过程中对原有的简化算法加以改进。提出顶点连接、双纸板模式和平面预调整的方法,避免上述问题以实现上万株树木的高质量渲染。最后的实验数据表明方法的解决方案在保证快速渲染速度的同时也获得了场景在视觉上的逼真性。     

基于视频动态纹理与粒子系统的雨景模拟

用计算机来模拟雨景是影视制作中经常面临的一个课题.目前主要采用的粒子系统方法一般都需要大量的粒子和复杂的物理模型,而基于视频处理的降雨绘制算法虽然能用于图像和视频处理,还无法支持三维场景的绘制.本文提出了基于视频动态纹理与粒子系统相结合的思想,结合了粒子系统随机性、高效性,视频纹理方法简单,计算量小的特点,基于VC++...     

一种三维图形视景快速构造和显示方法

研究三维图形视景快速构造和显示方法。方法通过对三维视景数据的分析,利用面向对象的设计思想,创建三形视景的层次数据结构,实现三维图形视景的快速构造及其显示。结果由于该表示方法具有面向对象技术的可扩展性和可重用性,同时允许综合运用多精度表示,实例表示等图形加速技术,不仅提高了构造三维图形视景的灵活性,也大大提高了三维图的形视景的显示速度。结论采用面向对象技术以层次化方法组织视景数据,加快了三维图形视景     

基于Virtools技术的钻井三维场景动态仿真

针对采用3D MAX、Flash和OpenGL等工具开发钻井三维场景的不足,提出一种3D MAX和Virtools技术相结合的钻井三维场景开发方法。利用3D MAX建模软件构建复杂的钻井设备模型;在Virtools平台下以nmo文件形式调用模型,并利用行为模块（BBs）控制各模型在三维场景中平滑的运动,实现了井场环境的动态仿真。该方法简单,易实现,具有一定的推广价值。     

基于生物视觉感知的场景特征提取方法

针对复杂背景环境下图像场景理解及分类中遇到的诸多难题,提出了一种模拟生物视觉感知的新的图像场景特征提取方法.该方法采用方向、颜色和亮度三种感知特征来构造视觉显著图,并对基本单元进行最大化处理来得到更加精确的方向信息.为了提高特征提取的速度,设计了区域分割算法,然后构造分割区域描述子,最后通过SVM对特征向量集合进行无监督分类以实现显著区域匹配.与传统方法相比,该方法提取的特征对于一定程度的仿射和光照变化具有良好的不变性,同时具有较好的分类效果.实验结果表明上述方法能够较好地应用于场景分类及检索,并具有较强的时效性.     

基于深度学习的自适应场景路面提取方法

为满足无人驾驶车辆对越野环境的适应能力,提高无人驾驶车辆对环境的理解能力,必须对环境感知层面提出更高的要求.而环境感知中最为关键的一点就是车道线提取或者路面提取.与城市环境下的结构化道路相比,越野环境下的路面提取更加复杂.综合对多种越野场景展开研究,提出了一种能够自适应场景变化的路面分割方法.文中在越野环境下采集了大量的数据,并且制作了相应的数据集;应用深度学习技术对这些场景进行识别;应用语义分割算法对不同场景下的路面进行分割;最后统一了整个算法模块,给出测试结果.      

一个基于曲面结构与方向优化的实时可视化方法

提出一种基于映射曲面形式的三维映射曲面可视化方法,和传统的高度场表示采用的双变元三次多项式曲面形式相比,实网格分布数据点的可视化能够实现高精度表现,具有灵活性高,执行效率高,能够适于多样应用.最后给出了利用OpenGL图像接口的实现方法及特点分析,并给出了实验分析结果,对其运行效率进行了验证.     

基于消失点的场景文本透视变形校正方法

针对自然场景文本识别过程中文本图像的透视变形问题,提出一种有效的基于消失点的场景文本透视变形校正方法。该方法首先利用由文本字符边缘端点拟合得到的文本基线检测消失点,然后利用消失点信息估计单应矩阵部分参数,使用单应矩阵实现图像校正,得到正视的文本图像。与其他方法相比,该方法受文本版式的限制更少。实验结果表明,该方法能有效校正文字行数较少的场景文本,明显提高字符识别率。     

高陂水利枢纽超蓄淹没动态模拟及实景三维可视化

为研究水库洪水调度情况下的超蓄淹没风险,以韩江高陂水利枢纽为研究对象,基于二维浅水波方程和Villemonte堰流公式构建了库区超蓄淹没模型,模型合理可靠。考虑实际来水和调度方案的不确定性,模型中引入来水、调度方案等动态因子,实现了高陂水利枢纽超蓄淹没风险动态分析模型,并基于三维实景建模技术,实现了任意来水、调度方案下的超蓄淹没三维可视化模拟展示。研究成果可为高陂库区超蓄淹没风险预警预报、水库调度运行、避洪转移、防洪措施制定完善等工作提供决策支撑,也可为其它水库提供借鉴作用。