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基于多通道投影系统的纹理表面实时绘制技术

北京航空航天大学学报 2015年第3期41卷 466-471页

作者：陈锋刘越王涌天北京理工大学光电学院北京100081 北京市混合现实与薪型显示工程技术研究中心北京100081

随着投影机硬件性能的提升与计算机图形图像技术的不断发展,投影技术被应用于越来越多的物体表面以提供更为生动震撼的视觉效果.提出了一种使用多通道投影系统和交互式平板设备对纹理表面进行实时绘制的方法.在分析系统颜色模型的基础上... 详细信息

随着投影机硬件性能的提升与计算机图形图像技术的不断发展,投影技术被应用于越来越多的物体表面以提供更为生动震撼的视觉效果.提出了一种使用多通道投影系统和交互式平板设备对纹理表面进行实时绘制的方法.在分析系统颜色模型的基础上,提出了颜色参数恢复以及投影能量合理分配的算法.通过高效的交互渲染方式保证系统可以实时稳定地将绘制图像无畸变地显示于物体表面.实验结果表明,提出的方法在提高系统补偿精度的同时也提高了系统的亮度范围,在保证交互端与渲染端高度同步的前提下实时地对目标图像进行补偿.

关键词：光照补偿颜色耦合移动交互多通道投影系统实时绘制

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面向高可信度仿真的海量CAD模型实时绘制

系统仿真学报 2018年第12期30卷 4659-4667页

作者：薛俊杰周军华施国强曲慧杨复杂产品智能制造系统技术国家重点实验室北京电子工程总体研究所北京100854 北京市复杂产品先进制造系统工程技术研究中心北京仿真中心北京100854 航天系统仿真重点实验室北京仿真中心北京100854

复杂产品高可信度仿真中使用的高精度、全尺寸三维模型数据量庞大、复杂度高,仅仅依靠现有计算机硬件性能难以满足仿真应用对实时绘制效率的要求。通过提出一种基于最小包围盒与多视角投影的模型几何度量方法,能够准确识别出模型中狭长... 详细信息

复杂产品高可信度仿真中使用的高精度、全尺寸三维模型数据量庞大、复杂度高,仅仅依靠现有计算机硬件性能难以满足仿真应用对实时绘制效率的要求。通过提出一种基于最小包围盒与多视角投影的模型几何度量方法,能够准确识别出模型中狭长不规则的细小零件,并结合基于模型细节过滤的LOD自适应实时绘制算法,实现了对复杂产品海量CAD模型的实时绘制。最后,本文在波音777客机CAD模型上进行了实验验证,实验结果表明,采用本文算法能够显著提高海量CAD模型的实时绘制效率。

关键词：高可信度海量CAD模型实时绘制几何度量 LOD 绘制效率

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实时绘制中的阴影贴图反走样算法研究

计算机应用与软件 2014年第11期31卷 165-169页

作者：陆刚兰广西机电职业技术学院计算机与信息工程系广西南宁530007

阴影是实时绘制中增强场景真实感的有效方法,阴影贴图是目前应用最广泛的动态阴影实时绘制方法,但不可避免地具有基于图像方法的固有走样缺点。分析已有阴影贴图算法中走样的种类与成因,根据走样的影响因素,要想减弱阴影边界走样,就必... 详细信息

阴影是实时绘制中增强场景真实感的有效方法,阴影贴图是目前应用最广泛的动态阴影实时绘制方法,但不可避免地具有基于图像方法的固有走样缺点。分析已有阴影贴图算法中走样的种类与成因,根据走样的影响因素,要想减弱阴影边界走样,就必须提高屏幕对深度纹理的采样率。基于此思路,设计并实现一种基于空间平行分割的新的阴影贴图反走样方法,综合对数分割与平均分割的优点提出新的场景划分方法,并设计外接球的坐标变换方法,最后开发了原型系统对所开发的阴影贴图反走样算法进行实验分析。实验结果表明,在满足实时绘制效率需求的前提下,采用的方法可以有效解决阴影走样问题,改进场景的绘制效果。

关键词：实时绘制阴影贴图反走样空间平行分割

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划分区域异速云的实时绘制算法改进探索

小型微型计算机系统 2018年第12期39卷 2725-2728页

作者：唐勇吴国倩郭慧玲陶建新燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 河北省计算机虚拟技术与系统集成重点实验室河北秦皇岛066004 河北环境工程学院信息工程系河北秦皇岛066102 燕山大学信息技术中心河北秦皇岛066004

云是普遍存在的自然现象.针对在同一场景下不同高度的云不能同时得到逼真效果的问题,提出一种划分云层区域的策略.首先,为了避免用同一种方法难以准确表达不同类型云的特征,根据气象学规律将天空划分为低层云、中高层云两个区域,用粒子... 详细信息

云是普遍存在的自然现象.针对在同一场景下不同高度的云不能同时得到逼真效果的问题,提出一种划分云层区域的策略.首先,为了避免用同一种方法难以准确表达不同类型云的特征,根据气象学规律将天空划分为低层云、中高层云两个区域,用粒子系统绘制低层云,引入Perlin噪声绘制中层云和高层云;其次,构造与云的位置、视点距离等相关的速度函数,使得场景中不同区域、不同位置的云具有不同的运动速率和方向,增强天空中云彩绘制的真实感;最后,通过一天内太阳光和环境光的实时变化,实现一天内不同时刻云的绘制效果.实验分析和对比结果表明,基于区域划分的云模拟方法能够快速逼真地在虚拟场景下进行虚拟云的实时绘制.

关键词：云模拟划分区域异速实时绘制

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自适应优化的大范围近海浪实时绘制

系统仿真学报 2015年第10期27卷 2502-2507页

作者：王顺利康凤举徐建华西北工业大学航海学院陕西西安710072 水下信息处理与控制国家重点实验室陕西西安710072

针对大范围近海浪可视化中海浪模型计算复杂且实时性不足的问题,提出了一种基于自适应优化算法的大范围近海浪实时绘制方法。引入自动融合算法构建复杂海浪数学模型;利用碰撞检测算法并根据海岸特征优化海浪网格;加入海浪表面噪声扰动,... 详细信息

针对大范围近海浪可视化中海浪模型计算复杂且实时性不足的问题,提出了一种基于自适应优化算法的大范围近海浪实时绘制方法。引入自动融合算法构建复杂海浪数学模型;利用碰撞检测算法并根据海岸特征优化海浪网格;加入海浪表面噪声扰动,以增加真实感;应用动态纹理贴图技术实现了浪花和倒影等海面特效。实验结果表明:该方法生成的大范围近海浪场景逼真度高,满足实时性的要求。

关键词：实时绘制自适应优化近海浪大范围

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大规模雪场景的实时绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第8期25卷 1137-1145页

作者：单宇翔王章野杨春燕彭群生浙江大学CAD8LCG国家重点实验室杭州310027

大规模雪场景的真实感实时绘制在虚拟现实、雪灾的预防和救援、军事仿真及游戏设计等领域有着广泛的应用价值,但现有方法难以同时生成大规模动态雪场景的积雪及飘雪效果.为此提出并实现了一种交互式大规模雪场景建模与实时绘制的新方法... 详细信息

大规模雪场景的真实感实时绘制在虚拟现实、雪灾的预防和救援、军事仿真及游戏设计等领域有着广泛的应用价值,但现有方法难以同时生成大规模动态雪场景的积雪及飘雪效果.为此提出并实现了一种交互式大规模雪场景建模与实时绘制的新方法.为了精细地模拟场景的积雪效果,提出一种基于视点的自适应降雪遮挡图模型,能在实时更新地物的遮挡关系的同时大大减少大规模雪场景中积雪的计算量,并提高了计算精度;对于场景的飘雪,采用一种基于视点的雪粒子分层建模技术来减少雪粒子数量,将视点变换及降雪粒子系统移至GPU中进行加速计算;采用动态多旋转纹理来模拟飘落雪花的形状以增加其真实感;采用几何与纹理混合绘制的方式来减少大场景的复杂度.最终成功地实现了野外和城市两个大规模雪场景的实时漫游,在场景中可看到压雪累累的树枝雪挂景象及轿车上厚厚积雪等冬天美景.

关键词：自然场景模拟大规模雪场景实时绘制积雪和飘雪基于视点的自适应降雪遮挡图 GPU加速

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真实感眩光效果实时绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第6期25卷 880-889页

作者：刘圆吴佳泽郑昌文中国科学院软件研究所天基综合信息系统技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对现有眩光效果绘制方法的真实感和速度问题,提出一种基于GPU的真实感眩光效果绘制方法.首先根据光圈和镜头生成带有随机镜头噪声的二维衍射光栅图像;其次考虑夫琅禾费和菲涅耳2种不同的衍射效果,利用预存算法系数的快速傅里叶变换模... 详细信息

针对现有眩光效果绘制方法的真实感和速度问题,提出一种基于GPU的真实感眩光效果绘制方法.首先根据光圈和镜头生成带有随机镜头噪声的二维衍射光栅图像;其次考虑夫琅禾费和菲涅耳2种不同的衍射效果,利用预存算法系数的快速傅里叶变换模拟衍射效果的光学过程,并通过衍射效果的光谱模型实现真实感绘制,同时利用2个独立的一维高斯卷积核加速实现bloom效果;再通过随机小角度旋转和混合操作进行真实感增强;最后采用实时光线跟踪渲染框架,在三维场景中实现了真实感眩光效果的实时绘制.该方法的主要步骤采用CUDA实现,充分利用了GPU强大的并行计算能力并兼顾考虑存储器优化策略.实验结果表明,文中方法绘制结果具有较强的真实感和实时性.

关键词：眩光效果夫琅禾费衍射菲涅耳衍射 GPU 实时绘制

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基于图像的方向透射实时绘制算法

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第5期23卷 756-762页

作者：李红松李凤霞赵伟北京理工大学软件学院北京100081 北京理工大学计算机科学技术学院北京100081

透明材料粗糙表面上多次方向透射可产生独特的视觉效果,但目前对其只能采用蒙特卡罗光线跟踪等离线方法绘制.为此提出一种实现该现象实时绘制的算法.通过将多次方向透射建模为一系列串行滤波器,得出一个多次方向透射的近似解;将该近似... 详细信息

透明材料粗糙表面上多次方向透射可产生独特的视觉效果,但目前对其只能采用蒙特卡罗光线跟踪等离线方法绘制.为此提出一种实现该现象实时绘制的算法.通过将多次方向透射建模为一系列串行滤波器,得出一个多次方向透射的近似解;将该近似解用于预先计算遥远光源的多次方向透射,并将计算结果保存在一系列环境贴图中;这些环境贴图使GPU可以实时绘制透明材料粗糙表面的方向性折射和反射.实验结果表明,该算法在GPU上可以得到实现,并能够获得可信的绘制结果和满足交互应用的帧率.

关键词：实时绘制方向透射双向透射分布函数基于图像的绘制

基于道路边界alpha-map的真实感道路实时绘制技术

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系统仿真学报 2017年第7期29卷 1428-1434,1446页

作者：杜金莲尚鑫赵枫朝北京工业大学计算机学院北京100124

针对传统基于缓冲区机制的道路绘制方法存在的模糊和锯齿问题进行研究,提出基于道路边界alpha-map的真实感道路实时绘制方法。该方法基于规则格网地形模型,通过分析利用缓冲区机制生成的道路模型边界网格的构成及特点,设计道路的边缘表... 详细信息

针对传统基于缓冲区机制的道路绘制方法存在的模糊和锯齿问题进行研究,提出基于道路边界alpha-map的真实感道路实时绘制方法。该方法基于规则格网地形模型,通过分析利用缓冲区机制生成的道路模型边界网格的构成及特点,设计道路的边缘表达,并基于此设计3种类型的道路边界alpha-map用以生成具有实际视觉效果的道路边缘。实验表明:该方法能够消除传统方法产生的锯齿和模糊现象,很好的实现道路与地表其它区域的平滑过渡,提高了绘制的真实感。该方法的另一优点在于alpha-map的数量与地形的大小以及道路的长短和宽窄无关。

关键词：真实感绘制 3D道路建模实时绘制三维仿真