面向手机的云端VR三维场景立体显示与交互框架

针对手机无法渲染可交互的高质量三维场景这一弊端,提出一种面向手机的云端VR应用框架。此框架结合云渲染和VR技术在手机端实现可交互高质量三维场景的立体显示,并以手机浏览器作为客户端,利用视频块流传输图像数据、消抖算法(AJA)处理交互数据,实现Web端轻量级渲染,不仅降低了移动端数据可视化运算成本,还避免使用插件和下载安装包。实验表明本文框架的显示帧率能达到30帧每秒,带宽控制在80 kb/s以内,能稳定地在手机上实现传统App无法实现的逼真VR体验。     

云层信道光通信链路误码率及性能改善途径分析

云层粒子多次散射引起激光脉冲时间扩展,造成接收信号出现码间串扰.首先使用蒙特卡洛光线追踪法对不同云层光学厚度下,云层的激光脉冲时间响应进行了仿真,并将仿真结果拟合为双Gamma函数.然后建立了云层信道最大码元传输速率计算模型和带均衡的云层信道时间响应模型,并推导出考虑码间串扰时的系统误码率计算模型.通过仿真得出:数据传输速率自适应和信道均衡能有效地对云层多次散射效应进行抑制,改善系统误码率性能.     

虚拟场景全景立体画面生成与视口渲染算法

为克服地图投影的不均匀采样问题和非球面投影的冗余存储问题,利用球面斐波那契点阵对虚拟场景的可视球形区域采样,生成低冗余、高质量的球面斐波那契点阵全景图;以全景相机拍摄模型为基础,提出球面全景立体画面的左右眼相机光线方向生成算法;借助斐波那契网格局部坐标为球面全景图的光源可见性图自适应滤波,绘制带有近似软影的球面全景图;利用最邻近插值方法,完成全景图的视口渲染。实验结果表明：该算法的视口渲染帧率能达到90帧/s,能够保证流畅、高质量的VR体验。     

基于可视区域间接光照聚类的虚拟点光源采样

针对间接光照计算精度问题，提出改进的可视区域敏感的虚拟点光源采样方法。设计依据可视场景点位置及其法向量对可视场景点进行聚类的方法;计算虚拟点光源对各类中心位置对应可视场景点的光照贡献与类中可视场景点个数之积的累加和，并把累加和作为该虚拟点光源对可视区域的间接光照贡献估计值；以此估计值构造累积概率分布函数，据此选取实际计算每个可视场景点间接光照时所用的虚拟点光源。实验结果表明，该方法能够以较少虚拟点光源实现真实感强的间接光照效果绘制，提高间接光照计算精度。     

空地光通信系统空间链路的建模与仿真

用拟合方法得出大气消光系数随高度的变化关系,进而建立激光大气传输衰减模型;以无湍流影响时到达接收机的光强为均值,根据对数振幅起伏方差求出光强闪烁方差,用高斯随机数模拟光强闪烁;建立了光扩束和视轴失配所引起的光损耗模型.在Matlab/Simulink平台上开发了仿真程序,其可作为完整的空间链路模块,在空地光通信仿真中直接使用.仿真结果与理论分析具有一致性.     

空间光通信卫星平台振动实时模拟

根据SILEX和Landsat平台振动功率谱设计滤波器的幅频响应,通过滤波器对高斯白噪声进行滤波来模拟生成平台振动信号。用Matlab的Real-Time Windows Target把滤波器的Simulink仿真模型转换为实时程序。把程序模拟生成的方位和俯仰振动信号分别输出给两个正交放置的摆镜,通过摆镜的摆动来模拟平台振动对激光束光轴方向的影响。通过使用CCD对激光光斑脱靶量进行实时检测并分析脱靶量功率谱,验证了模拟结果的可信度。     

蒙卡渲染画面多特征非局部均值滤波降噪算法

针对蒙特卡罗渲染在低光线路径采样率下绘制的图像容易出现噪点的问题，提出一种蒙特卡罗渲染画面多特征非局部均值降噪算法。使用canny算法对场景反射率图进行梯度化，以反射率梯度图为引导图，利用引导滤波器对法向量图预滤波；求出预滤波后法向量图中图像块之间的结构相似性，利用结构相似性倒数的对数值对非局部均值滤波器权值进行改进；利用改进后的非局部均值滤波器对噪点图像进行滤波重构。实验结果表明：该算法能在典型场景中有效降低渲染画面的噪声，改善均方误差和峰值信噪比质量指标。