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面向交互编辑的大规模实时绘制系统

面向交互编辑的大规模实时绘制系统

作者：马骏浙江大学

学位级别：硕士

交互可视化和大规模3D模型的浏览,是很多科学和工程学科的重要组成部分,并且在科学仿真,教育和娱乐应用等领域变得越来越重要。但是在所有这些领域中,其都面临着一个不可避免的问题,就是数据的爆炸性增长。尽管硬件的计算能力和图形处... 详细信息

交互可视化和大规模3D模型的浏览,是很多科学和工程学科的重要组成部分,并且在科学仿真,教育和娱乐应用等领域变得越来越重要。但是在所有这些领域中,其都面临着一个不可避免的问题,就是数据的爆炸性增长。尽管硬件的计算能力和图形处理能力都在不断增加,研究人员已经意识到在可预见的将来仅靠图形硬件的发展还是无法处理任意规模的数据。虽然持续增长的计算能力可以让用户产生更多更复杂的数据集,但内存带宽的增长速度远远小于处理能力的增长速度,因此其正逐渐变成处理大规模数据时的主要瓶颈。为克服这种局限,研究人员提出了许多输出敏感的(output-sensitive)绘制算法。这些方法除了需要out-of-core的数据管理以处理大于主存的数据集或使应用程序能获取存储在远程服务器上的数据外,还需要集成过滤技术以尽可能有效地滤除那些对特定图像没有作用的数据。本文提出了一种面向交互编辑的大规模实时绘制系统的设计与实现方法,其不仅可以实现静态大规模数据的实时绘制,还能使用人体感知输入设备对场景模型进行交互式编辑操作,实现虚拟装配、虚拟规划等交互式虚拟现实应用。系统集成了包括几何简化技术、层次细节技术、遮挡剔除技术在内的多种输出敏感算法,以及out-of-core相关技术、缓存无关的数据布局技术(cache-oblivious datalayout)、数据压缩技术等数据管理和优化技术来克服大规模数据的实时绘制中可能出现的各种瓶颈和性能问题。此外,本文还引入了一种分布式简化系统来提供接近实时的在线简化能力,以支撑对大规模场景模型的交互式编辑操作的同时保持实时的绘制能力。特别地,系统在设计时就考虑到了并行绘制的要求,提供了相应接口用于并行绘制引擎,因此系统可以不加任何修改地移植到并行绘制系统中。

关键词：大规模绘制实时绘制网格简化在线简化交互编辑

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增强图元文件的解析及交互编辑

计算机应用与软件 2011年第9期28卷 119-122页

作者：陈启文杜晓荣徐燕中山大学电力电子及控制技术研究所广东珠海519082

介绍增强图元文件EMF(Enhanced Metafile)的结构,建立了EMF记录与对象模型的映射关系,并基于映射关系实现了EMF的解析流程,解析的结果以对象形式表示。采用图形选定算法,实现了基于图形对象的交互编辑技术。通过对一个EMF实例的解析显... 详细信息

介绍增强图元文件EMF(Enhanced Metafile)的结构,建立了EMF记录与对象模型的映射关系,并基于映射关系实现了EMF的解析流程,解析的结果以对象形式表示。采用图形选定算法,实现了基于图形对象的交互编辑技术。通过对一个EMF实例的解析显示及交互编辑结果,证明该方法具有良好的可行性。

关键词：增强图元文件解析图形对象图形选定交互编辑

一种交互编辑与自动生成的三维地形综合构建方法与实现

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电子设计工程 2014年第23期22卷 14-17页

作者：万苗张新家宋佳音西北工业大学自动化学院陕西西安710129

随着视景仿真技术的发展,三维地形建模作为其重要内容也越来越成为人们关注的热点。目前三维地形建模的主要方法有交互编辑和自动生成两种,然而交互编辑法效率低且对专业知识要求高,自动生成法控制作用弱、随机性强。针对这些问题,本文... 详细信息

随着视景仿真技术的发展,三维地形建模作为其重要内容也越来越成为人们关注的热点。目前三维地形建模的主要方法有交互编辑和自动生成两种,然而交互编辑法效率低且对专业知识要求高,自动生成法控制作用弱、随机性强。针对这些问题,本文提出一种建模方法,对交互编辑和自动生成进行综合,既能提供给用户对建模过程的控制又保证了建模的效率。基于这一方法实现了一个地形编辑系统,验证了方法的可行性和有效性。

关键词：视景仿真三维地形建模交互编辑自动生成

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通用交互编辑系统GIES的设计与实现

电子学报 1988年第3期 1-5页

作者：杨芙清方裕陈良华北京大学计算机科学技术系

通用交互编辑系统GIES是软件工程核心支撑环境BETA-85的一个用户接口管理系统。它通过一个抽象的有根网络模型统一地组织和存贮环境系统所予处理的各种结构化对象,并相应地备有一组通用一致的全屏幕编辑命令,以便于用户能够利用同样的... 详细信息

通用交互编辑系统GIES是软件工程核心支撑环境BETA-85的一个用户接口管理系统。它通过一个抽象的有根网络模型统一地组织和存贮环境系统所予处理的各种结构化对象,并相应地备有一组通用一致的全屏幕编辑命令,以便于用户能够利用同样的命令和操作,对环境系统的各项成分进行有效的加工和处理,力求用户接口界面的简明与友好。本文主要论述GIES的基本设计思想、系统组成和实现概况。

关键词： GIES 交互编辑用户接口界面

基于自编码器生成对抗网络的可配置文本图像编辑

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软件学报 2022年第9期33卷 3139-3151页

作者：吴福祥程俊中国科学院深圳先进技术研究院广东省机器人与智能系统重点实验室广东深圳518055

基于文本的图像编辑是多媒体领域的一个研究热点并具有重要的应用价值.由于它是根据给定的文本编辑源图像,而文本和图像的跨模态差异很大,因此它是一项很具有挑战的任务.在对编辑过程的直接控制和修正上,目前方法难以有效地实现,但图像... 详细信息

基于文本的图像编辑是多媒体领域的一个研究热点并具有重要的应用价值.由于它是根据给定的文本编辑源图像,而文本和图像的跨模态差异很大,因此它是一项很具有挑战的任务.在对编辑过程的直接控制和修正上,目前方法难以有效地实现,但图像编辑是用户喜好导向的,提高可控性可以绕过或强化某些编辑模块以获得用户偏爱的结果.针对该问题,提出一种基于自动编码器的文本图像编辑模型.为了提供便捷且直接的交互配置和编辑接口,该模型在多层级生成对抗网络中引入自动编码器,该自动编码器统一多层级间高维特征空间为颜色空间,从而可以对该颜色空间下的中间编辑结果进行直接修正.其次,为了增强编辑图像细节及提高可控性,构造了对称细节修正模块,它以源图像和编辑图像为对称可交换输入,融合文本特征以对前面输入编辑图像进行修正.在MSCOCO和CUB200数据集上的实验表明,该模型可以有效地基于语言描述自动编辑图像,同时可以便捷且友好地修正编辑效果.

关键词：基于文本的图像编辑生成对抗网络交互编辑

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矢量与栅格结合的三维地质模型编辑方法

计算机辅助设计与图形学学报 2005年第7期17卷 1544-1548页

作者：陈少强李琦苗前军黄毓瑜北京大学地球与空间科学学院北京100871 黑龙江省测绘局哈尔滨150086 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

三维地质模型主要通过剖面构造·自动建模方法要求这些剖面基本平行,并且相邻剖面地质体的差别不能过大·本文针对剖面数据较少且不平行的情形,设计了人机交互的三维地质模型构造方法,利用普通多面体栅格化算法和由MarchingCubes算法得... 详细信息

三维地质模型主要通过剖面构造·自动建模方法要求这些剖面基本平行,并且相邻剖面地质体的差别不能过大·本文针对剖面数据较少且不平行的情形,设计了人机交互的三维地质模型构造方法,利用普通多面体栅格化算法和由MarchingCubes算法得到的光栅矢量化,实现了光栅和矢量模型的相互转换·在保证模型间拓扑正确的基础上,提高了地质模型的编辑效率,并在实践中得到了检验·

关键词：三维地质模型交互编辑矢量模型栅格模型移动立方体法非均质地质体

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多媒体系统中的编辑功能及其实现算法

计算机时代 1998年第2期 11-13页

作者：毛法尧周卫东华中理工大学计算机系

1 媒体编辑功能的作用及设计方法媒体编辑是多媒体应用系统中不可缺少的功能之一,它与界面设计的风格密切相关。编辑的主要目的是对组成多媒体产品的对象,如页、图像、声音和动画等进行增、删、剪切、拷贝,以及调整位置等操作,以帮助... 详细信息

1 媒体编辑功能的作用及设计方法媒体编辑是多媒体应用系统中不可缺少的功能之一,它与界面设计的风格密切相关。编辑的主要目的是对组成多媒体产品的对象,如页、图像、声音和动画等进行增、删、剪切、拷贝,以及调整位置等操作,以帮助制作人员调整其中的内容和顺序。制作人员在对媒体对象编辑时,常在两种情况下进行,首先在媒体产生时,如选中窗口区域输入文字,或用鼠标拖曳拉出矩形的大小时,这个过程称为生成媒体时的交互编辑;另一种情况是,媒体对象已经出现在窗口之中,但需要调整位置,或改变属性,或增、删,这时制作人员也要对媒体进行编辑,这时的编辑行为称为再次编辑。 (1) 交互编辑功能设计方式需要交互编辑的媒体对象常指的是矢量图形。

关键词：多媒体系统编辑交互编辑算法

海洋虛拟场景构造及动态光影渲染关键技术研究

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海洋虛拟场景构造及动态光影渲染关键技术研究

作者：李娜中国海洋大学

学位级别：硕士

伴随着“海洋强国”战略决策的提出以及虚拟现实技术的飞速发展，越来越多的海洋科学研究人员将先进的虚拟现实技术应用在海洋上，改变了人们观察和认识海洋的方式，因此海洋虚拟现实领域随之兴起并逐渐受到广泛关注。在该领域，科研工... 详细信息

伴随着“海洋强国”战略决策的提出以及虚拟现实技术的飞速发展，越来越多的海洋科学研究人员将先进的虚拟现实技术应用在海洋上，改变了人们观察和认识海洋的方式，因此海洋虚拟现实领域随之兴起并逐渐受到广泛关注。在该领域，科研工作者的主要工作之一就是最大限度的模拟真实的海洋环境，增强用户的感官感受。因此如何利用现有的海洋虚拟现实数据快速构造具有真实感、沉浸感、交互感的海洋虚拟场景，是海洋虚拟仿真研究的基础。为了能够最大限度的模拟海洋虚拟场景，必须要重点考虑提升场景真实感要素，而水体光学特效渲染就是非常重要的组成部分。在太阳照射下，整个海洋场景不同时刻会呈现不同的光影效果，随水面波动的海上光影以及海底光束等现象就是光线在海洋领域的最直观表现。而目前同时研究海上及海下光学效果的少之又少，所以本论文的研究成果具有很大的应用价值。本文针对海洋虚拟现实领域亟需解决的这两个问题，在中国海洋大学自主研发的海洋虚拟现实与可视化平台(i4Ocean)基础上，首先设计出能够将海洋三维模型数据、海洋特效数据、海洋可视化数据预处理后，统一加载，并进行交互编辑，迅速构建场景的海洋虚拟场景构造器工具。同时提出适用于海陆的动态光影绘制方法，实现海上光影渲染，海下光束动态绘制，利用场景构造器实现光影效果的的实时交互。论文的主要工作及取得的研究成果如下：1）海洋虚拟现实场景构造器(VR-Bulider)设计与实现设计一个适用于海洋虚拟现实和可视化数据编辑的场景构造器工具。该工具提供统一的数据交互操作接口，支持i4Ocean平台自定义数据格式和通用的FBX模型数据格式，对数据进行预处理;依托MVAE渲染引擎架构，支持海洋数据的仿射变换以及特殊属性编辑，快速搭建海洋虚拟现实环境。该工具便捷的实现了三维建模人员、软件开发人员以及用户的良好衔接，同时为i4Ocean基础平台的场景编辑做出了贡献。2）海上场景光影渲染技术研究与实现在已搭建好的海洋虚拟场景基础上，提出一种基于GPU的适用于海陆场景的动态光影渲染方法，并利用场景构造器实现光影的实时交互。主要基于GPU采用可编程的绘制流水线，利用较成熟的光照模型原理、阴影算法，综合考虑水面动态变化规律，进而动态渲染海面光影效果;通过VR-Builder及交互操作工具实现交互式光影设置，观察不同时刻、不同光源类型下的光影真实感绘制效果。该成果弥补了现有海洋虚拟现实领域光影技术结合不紧密的弊端。3）海下光束渲染技术研究与实现针对海洋流体的动态特征，研究海下最重要的光学现象之一，即海底光束。首先对海下光束进行建模，根据水面网格运动规律，渲染光束体;结合折射、散射、光强变化等物理模型，运用GPU并行能力快速计算光强值，进行颜色融合，最终完成海下动态光束的绘制。本文进行的海洋虚拟场景构造及动态光影渲染关键技术的研究，为自主研发的i4Ocean平台提供了场景交互编辑工具，实现了海面场景的光影渲染以及海下光束绘制。研究成果为海洋工程建设、海洋资源开发濒海(湖)城市规划等行业提供可视化服务，同时支持虚拟海洋博物馆系统建设，在海洋文化宣传领域有着不可替代的应用价值。

关键词：海洋虚拟场景交互编辑动态光影海底光束

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地震图像边界追踪与提取算法研究与实现

地震图像边界追踪与提取算法研究与实现

作者：范莹莹东北石油大学

学位级别：硕士

近几年来，图形图像处理技术在绝大多数领域受到广泛重视，并且取得了较为突出的研究成果。边缘是图像中亮度变化明显点的集合，且边缘饱含了图像中丰富的信息。因此，边界信息提取已经成为各领域研究的重点和热点问题。图像中边界的显... 详细信息

近几年来，图形图像处理技术在绝大多数领域受到广泛重视，并且取得了较为突出的研究成果。边缘是图像中亮度变化明显点的集合，且边缘饱含了图像中丰富的信息。因此，边界信息提取已经成为各领域研究的重点和热点问题。图像中边界的显著变化直观的传递给人们一些重要信息，边界的变化主要包括：深度上的不连续、表面方向不连续、物质属性变化和场景照明变化等。由于边界信息的重要性，导致实际应用中对边界信息的精度和获取效率要求越来越高，因此，本文设计了一种自动检测与交互提取相结合的方法来实现高精度、高效率的边界提取。目前在边缘检测和图形编辑领域已经有很多的算法和方法，实际处理的一般图像都有噪声点甚至多个目标对象存在公共点。本文研究的地震图像存在如下特点：地震图像存在断裂区域，这些区域的点是实际不存在的，提取的断层多边形需要保持其格式特点，因此如何保证边缘定位的准确性及保持边界点原有属性信息成为边界提取的难点问题。而普通边界提取方法又很难适应实际应用的需求，所以只能通过设计新的方法或改进现有方法才能得到满意的边界提取结果。针对在T0图上的断层多边形提取与编辑系统的课题研发，系统要求对具有复杂断层分布、强噪声干扰的T0图上实现断层多边形轮廓准确、高效的定位，并且对锯齿较大的多边形进行自动平滑处理和交互编辑处理，并输出边界点参数序列。本文针对实际项目的要求设计了一套边界提取算法和方案，并取得了明显的效果。本文首先对传统的一些图像边缘检测方法及其在图像边缘检测中的应用进行了分析和研究，比较了每种边缘检测算法的优缺点及适用情况，提出一种基于四邻域的边界跟踪算法;其次，研究了一种新的平滑算法对得到的边缘轮廓进行自动平滑。最后，设计了一种适合于断层多边形的图形存储结构，由于结构设计的灵活性，提高了断层多边形的交互编辑性能，因此进一步提高了断层多边形平滑效果，使其达到不失真、高效率。现今，已完成断层多边形提取与编辑系统的设计并将其应用到实际项目中，且取得了良好的使用效果。

关键词：边缘检测交互编辑边界跟踪存储结构