检索结果-南通市图书馆

作者：周璟然广西大学

学位级别：硕士

在计算机图形学领域中,光线追踪技术最早由Turner Whitted提出,是一种广泛用于真实感图像合成的技术。Whitted指出,在光线追踪算法中,95%的时间花费在了光线与物体的求交计算之上,因此研究减少光线追踪中求交测试的算法与数据结构的重... 详细信息

在计算机图形学领域中,光线追踪技术最早由Turner Whitted提出,是一种广泛用于真实感图像合成的技术。Whitted指出,在光线追踪算法中,95%的时间花费在了光线与物体的求交计算之上,因此研究减少光线追踪中求交测试的算法与数据结构的重要性不言而喻。二叉空间分割(BSP)树是一种用于给光线追踪系统加速的空间分割技术,其基本思想是用若干限制条件的情况下,将待渲染的三维空间用一超平面递归地划分为更小两个的子空间,从而达到快速筛选出空间的某一位置图元的目的。kd树是一种虚拟平面和空间坐标轴平行的特殊的BSP树。在实际应用场景,kd树被广泛应用于各类光线追踪算法中进行空间划分。因为采用非轴对称超平面的BSP树分割法被普遍认为具有遍历效率低、不稳定等缺点。本文的研究显示,通过优化BSP树的构建算法,其加速性能不亚于甚至能超过kd树。本文的主要研究内容如下:1.为了结合kd树与BSP树各自的优势,本文提出了一种新型的BSP树数据结构。在该树中,接近根部的节点使用kd树节点类似的轴对齐分割面进行分割,而对靠近底部的节点使用BSP树任意分割面进行分割。渲染测试表明,该种组合型BSP树的性能优于一般传统的BSP树。2.在构造组合型BSP树时,由于直接使用kd树的SAH算法做节点代价估计会导致BSP树节点远远多于kd树节点,因此需要使用适合该种组合BSP树的SAH算法。本文所提及的SAH改进算法通过将BSP树节点的遍历代价表示成该节点内三角形图元数的线性组合来解决该问题。实验表明,使用该种SAH构建的组合树性能更为优秀。

关键词：光线追踪技术加速结构 BSP树 kd树

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光线追踪技术测算人工晶状体度数的临床观察

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临床眼科杂志 2017年第1期25卷 22-25页

作者：孙明周莉彭婷婷雷荣鲍先议武汉爱尔眼科医院 430064

目的比较光线追踪技术与光学生物测量方法计算人工晶状体度数的准确性。方法选择可以用IOL-Master测量出角膜曲率和眼轴的白内障患者60例(81只眼),分为正常眼轴组(22 mm≤AL≤24 mm)和长眼轴组(AL>24 mm),行普通的同轴微切口白内障超声... 详细信息

目的比较光线追踪技术与光学生物测量方法计算人工晶状体度数的准确性。方法选择可以用IOL-Master测量出角膜曲率和眼轴的白内障患者60例(81只眼),分为正常眼轴组(22 mm≤AL≤24 mm)和长眼轴组(AL>24 mm),行普通的同轴微切口白内障超声乳化加IOL植入术,植入人工晶状体度数按照IOL-Master测算结果,术前同时行角膜地形图检查及A超测量晶状体厚度,并应用Phaco-optics软件计算人工晶状体度数。术后1个月进行电脑验光。根据术后验光结果计算IOL理论度数,两种测算方法的屈光预测误差和绝对预测误差。用SPSS19.0软件进行比较分析。结果 (1)所有纳入患者应用角膜地形图所测量的K1、K2值均小于IOL Master的测量结果,有统计学差异(P0.05)。(2)正常眼轴组应用IOL-Master测算方法和Phaco optics软件得到的预测屈光误差分别为(-0.182±0.762)D、(-0.244±0.967)D,比较无统计学差异(P>0.05),而长眼轴组分别为(-0.89±0.652)D、(0.47±1.575)D,比较有明显统计学差异(P0.05),而以IOL Master计算公式为基础的LSW1公式的绝对误差与散光大小无明显相关(P>0.05),与眼轴有明显正相关性(P光线追踪技术的Phaco optics软件适用于散光较小的正常眼轴患者,对于长眼轴患者的计算结果有轻度远视倾向,但随眼轴长短的变异性较小。

关键词：光线追踪技术 Phaco optics 眼轴散光人工晶状体度数白内障

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虚幻引擎和光线追踪技术在高校数字媒体教学中的应用

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电子技术与软件工程 2022年第23期 83-87页

作者：郭健鸣陈贝贝陈晓宇广西艺术学院影视与传媒学院广告系广西壮族自治区南宁市530000 广西艺术学院影视与传媒学院广播电视编导系广西壮族自治区南宁市530000

本文通过梳理虚幻引擎和光线追踪技术的历史演化与发展趋势,分析三维引擎对数字内容制作领域产生的影响,基于该技术在自主研发的数字媒体制作类在线课程的教学中的应用与实践效果,提出虚幻引擎和光线追踪技术在高校数字媒体教学中的教... 详细信息

本文通过梳理虚幻引擎和光线追踪技术的历史演化与发展趋势,分析三维引擎对数字内容制作领域产生的影响,基于该技术在自主研发的数字媒体制作类在线课程的教学中的应用与实践效果,提出虚幻引擎和光线追踪技术在高校数字媒体教学中的教学方法改革与教学模式优化建议,旨在推动相关行业和高校数字媒体教学的革新与发展。

关键词：虚幻引擎光线追踪技术数字媒体

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基于日照阴影识别的斜拉桥塔梁温度场精细化模拟研究

基于日照阴影识别的斜拉桥塔梁温度场精细化模拟研究

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作者：邹帅重庆交通大学

学位级别：硕士

桥梁结构始终暴露在大气环境中,在外部环境条件(太阳辐射、大气温度和风等因素)的作用下,结构各表面间会产生温差,包括由阴影遮挡效应导致的各外表面之间的整体温差以及内、外表面在壁厚方向上存在的局部温差,从而在结构内部形成不均匀... 详细信息

桥梁结构始终暴露在大气环境中,在外部环境条件(太阳辐射、大气温度和风等因素)的作用下,结构各表面间会产生温差,包括由阴影遮挡效应导致的各外表面之间的整体温差以及内、外表面在壁厚方向上存在的局部温差,从而在结构内部形成不均匀温度场。忽略结构在高度方向上的温差,采用二维分析方法进行温度场计算,无法准确考虑阴影遮挡带来的影响,得到的计算结果显然无法反映结构的真实温度场。目前各国桥梁规范中对于温度梯度的规定多集中在主梁上且不同规范间差异较大,而对于桥塔温度场的相关规定也较少涉及;关于桥塔的温度梯度分布情况,大多按照其他类似工程的梯度模式进行考虑,与实际结构可能存在较大差异。因此,对日照作用下索塔及主梁结构的温度场进行精确计算,并在此基础上对其温度场分布规律进行探索,对于桥梁结构在施工和运营阶段的温度效应分析均具有重要意义。本文针对斜拉桥混凝土主梁及索塔的温度场展开研究,开展了参数模型验证、日照阴影识别算法研究、软件开发、斜拉桥混凝土主梁及索塔温度场分析等工作,现将取得的相关研究成果总结如下:(1)通过文献调研确定了合理的材料参数和热力学边界参数,并根据参考文献中的实测数据对采用的日气温模型和太阳辐射模型的准确性进行了验证,为桥梁结构日照温度场的精细化模拟奠定了基础。(2)基于光线追踪技术,实现了日照阴影实时识别,并通过对Abaqus有限元软件进行二次开发,最终形成了一套考虑日照阴影影响的桥梁结构三维温度场精细化模拟方法,并通过实测数据加以验证。(3)通过将三维日照温度场算法进行改进并结合Abaqus软件结果后处理程序中的云图自定义功能,成功实现了对日照阴影识别结果的呈现,便于对结构不同表面上的阴影遮挡情况进行分析。(4)采用开发的三维温度场精细化模拟方法,对混凝土桥梁结构温度场计算的参数敏感性进行了分析。结果表明,太阳辐射吸收系数对温度计算结果的影响最大,风速变化的影响次之,结构表面的长波辐射吸收率变化对温度场计算结果带来的影响最小。(5)以某斜拉桥的混凝土箱梁及其桥塔作为算例,对混凝土塔、梁温度场的分布规律进行了探索;基于温度场分析结果,对斜拉桥混凝土塔、梁的温度梯度分布模式提出了建议。(6)在实现了对桥梁结构温度场精细化模拟的基础上,对混凝土桥塔的温度效应进行了分析;并针对混凝土桥塔在施工期间的线形提出了基于动态区间历史数据的线形预测方法,量化分析结果表明,在一个月内,由于太阳辐射强度变化导致的月初和月末塔顶偏位的相对变化量较小。

关键词：桥梁工程三维温度场数值模拟日照阴影识别光线追踪技术

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基于光线追踪的三维显示内容生成加速方法研究

基于光线追踪的三维显示内容生成加速方法研究

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作者：刘雪北京邮电大学

学位级别：硕士

三维光场显示是近年来一种通用的裸眼三维显示技术,能够实现全视差、大视角的显示效果,具有非常广阔的应用前景。多视点图像作为三维光场显示技术主要的显示方式,当前通常采用光线追踪技术进行渲染以保证其图像的高真实感。多视点图像... 详细信息

三维光场显示是近年来一种通用的裸眼三维显示技术,能够实现全视差、大视角的显示效果,具有非常广阔的应用前景。多视点图像作为三维光场显示技术主要的显示方式,当前通常采用光线追踪技术进行渲染以保证其图像的高真实感。多视点图像的生成过程中由于需要进行大量涉及光线的计算,因此往往存在高时间成本的问题,尤其在超高分辨率显示设备下此问题更为突出,以致于难以支持实时的三维光场显示。针对这一问题,本论文首先改进了基于动态区域渲染的多视点图像生成方法,该方法通过仅更新场景中发生变化的区域来减小渲染计算量,以实现超高分辨率下的实时渲染;其次提出了一种基于多GPU的光场渲染方案,通过将动态负载平衡技术和分割帧渲染技术相结合,合理地在GPU之间分配渲染计算量,以实现多视点图像的快速渲染;最后实现了双8K分辨率光场图像的实时渲染。本论文的主要研究内容及创新点如下:1.改进了基于光线追踪技术和动态区域渲染的多视点图像生成方法。根据动态场景在渲染过程中的变化情况,将其分为静态区域和动态区域,通过对动态区域的检测以降低生成多视点图像所需要的计算量,进而提高渲染速率。渲染过程中每一帧均对动态区域及其前一帧所处的区域进行渲染;而对静态区域仅完成其初始帧的渲染即可。对于动态区域占比小于静态区域,且具有7680×4320超高分辨率的渲染场景,发射光线数量达到三千余万,此方法能够实现30FPS以上的渲染速率。并且对于不同面积的动态区域,改进后的方法相比于传统方法均可以实现提升4-7倍的渲染速率。2.提出了基于路径追踪技术和多GPU并行渲染系统的多视点图生成方案。路径追踪技术相比于光线追踪技术能够实现更为真实的光影效果,但同时也需要更为巨大的时间开销。多GPU渲染技术中将动态负载平衡技术和分割帧渲染技术相结合,使得任何一帧图像的渲染工作均由多块GPU共同承担,并且其中每块GPU均承担了几乎相等的工作量。在7680×4320的超高分辨率场景下,采样光线可达上亿数量级,双GPU并行渲染方案能够实现15FPS以上的渲染速率。并且对于不同复杂度的三维模型,此方案相对于传统的单GPU方案均可以实现将近两倍的渲染速率提升。3.实现了双8K分辨率光场图像的实时渲染。对于具有两块7680×4320显示屏的双8K三维光场设备,启用两个光线追踪进程分别驱动显示设备的其中一块屏,以实现渲染场景的双屏拼接展示。两块显示屏分别利用一块GPU渲染多视点图像,并且采用UDP通信协议进行进程之间的参数同步,使得交互时场景内容同时改变。该场景中发射光线数量达到六千余万,实验证明此方法在双8K显示设备上可以实现实时三维光场显示,渲染帧率达到20FPS以上。本论文为不同的复杂情景中超过千万数量级的虚拟光线提供了多种解决方案,以实现对光场图像的快速渲染,并且最终实现了在超高分辨率场景下对光场图像的实时渲染。相关研究成果为高质量的三维光场显示提供了新的解决方案。

关键词：光线追踪技术多GPU 动态区域渲染三维光场显示超高分辨率

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保持装配模型外观的轻量化方法研究

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现代计算机 2022年第13期28卷 18-24页

作者：邓灿灿盛步云付高财武汉理工大学机电工程学院武汉430070 数字制造湖北省重点实验室武汉430070

针对复杂装配模型在web端进行渲染时,加载速度缓慢、模型特征丢失的问题,提出一种保持装配模型外观的轻量化方法。在分析了装配体模型结构关系的基础上,使用光线追踪算法从多个视点对隐藏面片进行识别,判断零件特征之间的依赖关系,借用... 详细信息

针对复杂装配模型在web端进行渲染时,加载速度缓慢、模型特征丢失的问题,提出一种保持装配模型外观的轻量化方法。在分析了装配体模型结构关系的基础上,使用光线追踪算法从多个视点对隐藏面片进行识别,判断零件特征之间的依赖关系,借用CAD系统提供的接口对不具有依赖关系的隐藏零件进行剔除;给不同等级的零件特征进行编号并分配一种颜色,观察不同零件特征所包含的颜色,实现可见零件不重要特征的抑制。最后通过实例模型验证了该方法的有效性。

关键词：模型轻量化特征抑制装配网格模型光线追踪技术

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