云计算技术在3D动画渲染中的应用

为了提高3D动画渲染的效率,在云计算技术和云渲染理论基础上,提出了云计算在云渲染平台中应用的关键技术,归纳了国内外云渲染平台及渲染工作流程,设计了几种云渲染平台系统架构图.与传统的动画渲染技术相比,云渲染技术极大地节省了3D动画渲染时间和降低了渲染成本.随着云计算技术的不断进步,云渲染将能克服自身技术上的缺陷,正朝着可靠性更高、渲染速度更快的方向发展.     

三维标量体数据的可视化

可视化技术在医学、气象等领域应用非常广泛。本文系统回顾了三维可视化技术的原理、分类和发展,详细介绍了几种典型的体绘制算法,并分析和比较各种算法的优缺点。通过对现有算法的分析,指出当前可视化研究中存在的问题和发展趋势。     

一种心脏影像四维动态实时绘制方法

借助心电图门控技术,多层螺旋CT(MDCT)可以采集心脏的跳动信息,但传统的体绘制方法不能满足心脏动态实时重建需求.提出一种采用心电图门控MDCT采集心脏多时相数据,基于图形处理器纹理映射的心脏动态4D实时绘制方法.该方法将采集到的数据、GPU计算获得的材质与光照属性和传输函数数据,分别映射到GPU纹理单元.片元程序实...     

DIBR中一种基于视图判定的褶皱消除方法

为消除基于深度图像绘制(DIBR)技术生成目标图像时可能出现的“褶皱”现象,提出了一种通过视图判定来确定参考图像像素点扫描顺序的方法.首先设定极点的z坐标为一个无穷小量,然后由该极点的齐次坐标得出绘制左、右视图时参考图像像素点的扫描顺序.该方法只需判断目标图像是左视图还是右视图,便可确定参考图像像素点的扫描顺序.试验表明,该方法能消除褶皱现象,且复杂度比Z-buffer 算法小,适用于虚拟视点水平移动时的虚拟视图绘制.     

Real-time haptic model for soft tissue deformation in surgery simulation

The modelling and simulation of deformable objects is a challenging topic in the field of haptic rendering between human and virtual environment. In this paper, a novel and efficient layered rhombus-chain-connected haptic deformation model based on physics is proposed for an excellent haptic rendering. During the modelling, the accumulation of relative displacements in every chain structure unit in each layer is equal to the deformation on the virtual object surface, and the resultant force of corresponding springs is equivalent to the external force. The layered rhombus-chain-con- nected model is convenient and fast to calculate, and can satisfy real-time requirement due to its simple nature. Simulation experiments in virtual human liver based on the proposed model are con- ducted, and the results demonstrate that our model provides stable and realistic haptic feeling in real time. Meanwhile, the display result is vivid.     

一种八叉树编码加速的3D纹理体绘制算法

针对后分类3D纹理体绘制算法在数据量较大或片元着色程序较复杂时绘制速度较慢的问题,提出了一种基于八叉树编码的加速算法.首先设置八叉树的高度,并根据空间位置对体数据逐层剖分,然后构建八叉树,用八叉树结点来保存生成子块的相关信息,最后遍历八叉树来实现空间跳跃,减少了在体数据内采样生成的片元数量,从而缩短了GPU对片元进行着色、测试、混合等处理的时间.实验结果表明,该算法可应用于不同片元程序的纹理体绘制中,绘制速度均在10帧/s以上,与自适应分块加速算法相比,该算法能获得平均3.7的高加速比.     

基于矢量场自适应采样算法的图像体绘制技术

针对医学数据体绘制的特点,研究了体数据矢量场的变化特征,分析了采样频率与矢量场的关系,提出基于矢量场的自适应采样算法,对重建图像贡献最大的数据区域采用高频采样,对其贡献小的数据区域采用低频采样,从而自适应地控制采样步长,提高了重建性能.研究结果表明,自适应采样算法在重建效果不受影响的前提下,将重建速度提高约30％～60％.     

基于图像处理器的EWA Splatting体绘制加速算法

提出了利用目前的图像处理器（GPU）的点块纹理、帧缓存对象（FBO）和可编程功能来加速实现EWA Splatting的体绘制算法.该算法直接以采样点作为代理几何,利用光线投射在GPU中求取每个像素点的所对应三维纹理坐标,同时用一个近似低通滤波器代替高斯滤波器.试验结果表明,所提出的算法可以应用于高质量的交互科学计算可视化.     

一种改进的蜘蛛网格建模方法

改进的蜘蛛网格建模算法,对具有明显几何特征的长通道型场景建模,可以通过用户指定原始图像中的灭点、内矩形和四条放射线形成不等边盒状模型,利用投影几何原理并经过简单地计算既可产生逼真的三维场景.实验结果表明:该算法弥补了TIP模型在实现长通道型场景绘制中的不足,提高了图像绘制和漫游的有效性.     

可编程实时渲染技术在Web 3D中的应用研究

针对目前一些Web 3D应用系统实时渲染引擎在材质真实感表现方面的不足,阐述了利用图形处理器的可编程特性提升实时渲染引擎质感表现的思路,引入Cg高级着色语言,探讨了Cg shader在Web 3D虚拟展示中的应用。最后,以油漆材质表现的应用实例验证了方法及技术的可行性,取得初步的研究成果。