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一种有效显示隐藏特征的光线投射算法

计算机学报 2011年第3期34卷 517-525页

作者：周志光陶煜波林海浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058

提出了一种有效显示隐藏特征的光线投射算法,无需调节复杂的传输函数,便可以有效地显示光线方向上被遮挡的感兴趣的特征.在沿光线方向遍历的过程中,采用低通滤波对光线上采样点的标量值进行平滑,以获得不受噪声干扰的、准确的特征点;根... 详细信息

提出了一种有效显示隐藏特征的光线投射算法,无需调节复杂的传输函数,便可以有效地显示光线方向上被遮挡的感兴趣的特征.在沿光线方向遍历的过程中,采用低通滤波对光线上采样点的标量值进行平滑,以获得不受噪声干扰的、准确的特征点;根据特征点的深度信息调整当前最大的标量值,以获得能够满足隐藏特征显示的当前最大标量值;计算最大标量差,调整不透明度和颜色的累加值,以提高隐藏特征的可见性.实验结果表明,文中算法相对于传统算法,绘制结果的结构信息丰富,有效地显示了隐藏信息,具有一定的实用性.

关键词：体绘制光线投射隐藏特征最大标量差

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基于可编程图形加速硬件的实时光线投射算法

系统仿真学报 2007年第18期19卷 4204-4208页

作者：张怡张加万孙济洲柯永振天津大学计算机科学与技术学院计算机系天津300072

为了在保证绘制图像质量的基础上将体绘制算法的绘制速度提高至实时,提出一种基于可编程图形加速硬件(GPU)的光线投射算法实现(GRC,GPU-based Ray Casting)。GRC在可编程GPU中进行重采样和分类,使用矩阵逆运算以降低重采样坐标的计算复... 详细信息

为了在保证绘制图像质量的基础上将体绘制算法的绘制速度提高至实时,提出一种基于可编程图形加速硬件(GPU)的光线投射算法实现(GRC,GPU-based Ray Casting)。GRC在可编程GPU中进行重采样和分类,使用矩阵逆运算以降低重采样坐标的计算复杂度,使用后分类技术以降低算法的空间复杂度。实验表明:对于2563规模的体数据,GRC能够在保证图像质量的基础,以超过30fps的速度进行绘制。

关键词：体绘制光线投射可编程图形硬件实时绘制

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平行流形空间光线投射高度场可视化算法

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第3期25卷 356-362页

作者：罗健欣胡谷雨倪桂强解放军理工大学全军军用网络技术重点实验室

为了解决球形域上高度场可视化的难题,设计了一个快速的光线投射球形高度场可视化渲染系统.其主要贡献包括:光线在曲线表面行进的正确数学模型;在球形表面进行光线投射的一组精确的解析解;在多个流形空间平行迭代的光线投射算法——平... 详细信息

为了解决球形域上高度场可视化的难题,设计了一个快速的光线投射球形高度场可视化渲染系统.其主要贡献包括:光线在曲线表面行进的正确数学模型;在球形表面进行光线投射的一组精确的解析解;在多个流形空间平行迭代的光线投射算法——平行流形空间光线投射算法;一种使用缓存于GPU上的同一网格来渲染所有四叉树节点的技巧.实验结果表明,该系统不仅高效而且可以获得很高的图像质量.

关键词：高度场光线投射混合渲染四叉树

视点相关的层次采样:一种硬件加速体光线投射算法(英文)

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软件学报 2006年第3期17卷 587-601页

作者：陈为彭群生鲍虎军浙江大学CAD&CG国家重点实验室浙江杭州310027

光线投射是一种高质量的体绘制方法.它以图像空间为序,逐根光线遍历和采样体数据.因此,传统上,它只能在CPU上实现,因而速度慢,交互性不好.提出了一个新的视点相关的层次采样VDLS(viewdependentlayersampling)结构,VDLS将光线上的所有采... 详细信息

光线投射是一种高质量的体绘制方法.它以图像空间为序,逐根光线遍历和采样体数据.因此,传统上,它只能在CPU上实现,因而速度慢,交互性不好.提出了一个新的视点相关的层次采样VDLS(viewdependentlayersampling)结构,VDLS将光线上的所有采样点重新组织成一系列层,并简化为两个视点相关的几何缓冲器,进而在GPU(graphicsprocessingunit)中用两个动态纹理表示.利用GPU的可编程性,光线投射算法的6个步骤(光线生成、光线遍历、插值、分类、着色和颜色合成)得以完全在GPU中实现.在此基础上,提出两个基于体空间和图像空间连贯性的加速技巧,快速剔除无效的光线.结合其他与渲染和颜色合成有关的技巧,VDLS将面向多边形绘制的图形引擎转化为体光线投射算法引擎,在透视投影方式下,每秒能处理1.5亿个插值、后分类与着色的光线采样点.实验结果表明,提出的方法能用于医学可视化、真实物理现象模拟、材质检测中灰度体数据快速交互的可视化与漫游.

关键词：直接体绘制光线投射视点相关层次采样硬件加速图形处理单元

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使用GPU编程的光线投射体绘制算法

计算机辅助设计与图形学学报 2007年第2期19卷 257-262页

作者：储璟骏杨新高艳上海交通大学图像处理与模式识别研究所上海200240

将传统的光线投射体绘制算法在具有可编程管线的图形处理器(GPU)上重新实现.首先将体数据作为三维纹理保存在显存中,然后通过编写顶点程序和片段程序将光线进入点/离开点计算和光线遍历的计算移入GPU中执行,最后根据不同的采样点颜色混... 详细信息

将传统的光线投射体绘制算法在具有可编程管线的图形处理器(GPU)上重新实现.首先将体数据作为三维纹理保存在显存中,然后通过编写顶点程序和片段程序将光线进入点/离开点计算和光线遍历的计算移入GPU中执行,最后根据不同的采样点颜色混合公式实现不同的绘制效果.文中算法仅需绘制一个四边形即可完成三维重建.实验结果表明:在进行光照效果的重建时,该算法能够达到实时交互的绘制要求,并能实现半透明等复杂绘制效果.

关键词：光线投射图形处理器体绘制三维纹理三维重建

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医学体绘制的一种快速光线投射算法(英文)

系统仿真学报 2006年第z1期18卷 343-346页

作者：牛翠霞范辉杜慧秋山东工商学院信息与电子工程学院烟台264005

针对医学体数据场的直接体绘制(DVR)的加速算法进行了讨论。基于体绘制的多种加速技术,利用格雷厄姆求凸壳算法和与平面簇求交算法对体数据场和投射光线进行裁剪,结合多边形的扫描线转换和投射光线的离散化、体素化,改进了光线投射算法。

关键词：医学体数据场体素化直接体绘制扫描转换光线投射

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空间跳跃的光线投射加速算法研究

系统仿真学报 2006年第z1期18卷 304-307页

作者：安新军彭延军何明祥山东科技大学信息系山东泰安271019 山东科技大学信息科学与工程学院山东青岛266510

光线投射算法原理简单而且易于实现,但是绘制速度较慢。提高光线投射算法的绘制速度,降低算法时空复杂度。利用光线跳跃到相邻光线所需在空区域内穿过的距离即光线的相关性,不需要任何的数据预处理和三维的数据结构、独立于转换函数。... 详细信息

光线投射算法原理简单而且易于实现,但是绘制速度较慢。提高光线投射算法的绘制速度,降低算法时空复杂度。利用光线跳跃到相邻光线所需在空区域内穿过的距离即光线的相关性,不需要任何的数据预处理和三维的数据结构、独立于转换函数。作为一种基于图像空间的加速技术,它和所需绘制的体数据的复杂程度没有关系,因而加快了绘制速度。

关键词：光线投射体元光线相关性空间跳跃

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基于光线投射技术的医学图像三维重建

东北大学学报（自然科学版） 2004年第1期25卷 1-4页

作者：胡英王怀志徐心和东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004 沈阳东软数字医疗系统股份有限公司辽宁沈阳110179

针对医学图像数据的特点以及应用中的实际要求,通过对不同重建算法的比较,提出了以光线投射技术为基础的医学图像三维重建方案,同时提出了基于空间跳跃技术和序列相关性的综合加速算法,对重建算法进行加速·最后在PC机平台上实现了该方... 详细信息

针对医学图像数据的特点以及应用中的实际要求,通过对不同重建算法的比较,提出了以光线投射技术为基础的医学图像三维重建方案,同时提出了基于空间跳跃技术和序列相关性的综合加速算法,对重建算法进行加速·最后在PC机平台上实现了该方案,获得了接近实时的交互速度·由于所有重建算法的核心都是光线投射技术,因此在获得高质量重建结果的同时,极大地降低了系统的复杂性,提高了开发的效率,为医学图像三维重建的实用化提供了一种非常好的解决方案·

关键词：医学图像处理三维重建光线投射体绘制接近云渐进细化医学诊断

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基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化研究

激光与光电子学进展 2021年第4期58卷 118-127页

作者：刘颖陆后军苌道方上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306

针对传统光线投射算法在三维场景中绘制大量烟雾数据时存在计算资源消耗大、绘制速度缓慢等一系列问题,提出一种基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化方法。将三维数据场按照统一大小划分成均匀的数据块,求出光线穿越数据块时入射点和... 详细信息

针对传统光线投射算法在三维场景中绘制大量烟雾数据时存在计算资源消耗大、绘制速度缓慢等一系列问题,提出一种基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化方法。将三维数据场按照统一大小划分成均匀的数据块,求出光线穿越数据块时入射点和出射点的中点位置,利用视点和中点之间的距离比例来调整采样频率,从而获得重采样点的位置。再通过对光线上的重采样点进行分级分组操作,对处于不同级别的采样点采取不同的插值策略,最后使用图像合成算法完成光线上重采样点数据值的映射,得到室内烟雾的渲染效果。实验结果表明,该方法是可行且有效的,与现有的光线投射算法相比,在保证绘制图像真实性和稳定性的前提下,改进过后的光线投射算法极大地减少了渲染过程中重采样和线性插值时的计算量,同时帧率能够稳定保持在75frame·s^(-1)左右,可满足不同室内场景下烟雾的实时绘制要求。

关键词：图像处理光线投射室内烟雾采样频率线性插值