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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

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双层介质光线散射效果的实时绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2007年第11期19卷 1423-1428页

作者：黄雷李军义张鑫彭群生湖南大学计算机与通信学院长沙410082 浙江大学CAD & CG国家重点实验室

实时绘制光线散射效果是计算机图形学中的一个难点.利用光线散射的特性,提出一种多项式近似的方法;通过解析双层介质光线散射公式,能实现实时地绘制双层介质中不同光源分布、不同介质特性下的光线散射效果.

关键词：双层介质光线散射实时绘制

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基于梯度图的微结构表面全局光照实时绘制

软件学报 2011年第10期22卷 2454-2466页

作者：王莉莉杨峥马志强赵沁平北京航空航天大学计算机学院虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191

针对带有微结构表面的几何模型全局光照计算复杂、难以达到实时性要求的问题,提出一种基于高度梯度图分析的全局光照实时绘制方法.首先,定义微结构高度梯度图,并据此构建可见点的局部最高点集合.其次,给出面向微结构表面对象实时绘制的... 详细信息

针对带有微结构表面的几何模型全局光照计算复杂、难以达到实时性要求的问题,提出一种基于高度梯度图分析的全局光照实时绘制方法.首先,定义微结构高度梯度图,并据此构建可见点的局部最高点集合.其次,给出面向微结构表面对象实时绘制的全局光照计算模型,将光照计算近似分解为环境光入射、光源直接光照和一次交互漫反射这3种分量的计算.在环境光计算过程中,提出一种自适应环境光遮挡计算,借助局部最高点集合计算遮挡角.在直接光照中,给出一种微结构阴影的修正方法,搜索入射光方向的最近局部最高点剖面;通过比较剖面内光线投影与局部最高点的遮挡角,近似确定由微结构造成的阴影区域.最后,根据可见点的局部最高点集合确定一次交互漫反射的采样范围,进行渗色处理.整个全局光照计算方法在图像空间完成,较好地利用了延迟着色的思想和GPU并行计算的特点.算法可以在使用低精度几何模型时表现出带有微结构表面的高精度模型的全局光照效果,且适用于动态场景和可变形物体的全局光照计算.

关键词：实时绘制逼真绘制全局光照图像空间环境光遮挡

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大规模城市场景的高效建模及其实时绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2008年第9期20卷 1153-1162页

作者：刘波王章野王丽英华炜彭群生浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310058

提出一种新的大规模城市场景高效建模及实时绘制方法.该方法综合建筑物的航拍图及地面图片来分层构造单体建筑物的几何模型与纹理,构建出该城市的建筑模型库;并通过城市的小区规划图生成小区模板库,可高效地实现大规模城市的风格式建模... 详细信息

提出一种新的大规模城市场景高效建模及实时绘制方法.该方法综合建筑物的航拍图及地面图片来分层构造单体建筑物的几何模型与纹理,构建出该城市的建筑模型库;并通过城市的小区规划图生成小区模板库,可高效地实现大规模城市的风格式建模.采用单体建筑物的简化建模方法,将分页式的场景剔除技术引入城市场景的图形绘制流水线中,可实现雨、雪等不同气象条件下大规模复杂城市场景的实时绘制,整个场景的平均绘制速度达到20帧/s.

关键词：城市场景高效建模实时绘制气象条件建筑模型模板库

基于重要性采样的动态场景全频阴影实时绘制算法

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计算机研究与发展 2011年第3期48卷 486-493页

作者：李帅冉蛟郝爱民王振虚拟现实技术与系统国家重点实验室(北京航空航天大学) 北京100191

由于环境光源下的柔和阴影绘制需要针对每像素对来自全景方向的上千个光源进行昂贵的可见性计算,这给实时绘制带来了巨大的挑战.在消除预计算的前提下,提出了一种环境光源下动态场景全频阴影实时绘制算法.通过基于光照强度的环境图重要... 详细信息

由于环境光源下的柔和阴影绘制需要针对每像素对来自全景方向的上千个光源进行昂贵的可见性计算,这给实时绘制带来了巨大的挑战.在消除预计算的前提下,提出了一种环境光源下动态场景全频阴影实时绘制算法.通过基于光照强度的环境图重要性采样、场景几何信息近似采样、阴影图预滤波、BRDF重要性采样等方法,实现了环境光源下动态场景的全频阴影及其环境映射绘制.实验表明,算法可满足环境光源、场景物体及其材质动态变化的要求,并可在保证实时绘制效率的前提下,取得近似于预计算算法的绘制质量.

关键词：环境光动态场景全频阴影实时绘制重要性采样 BRDF

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大型水利工程复杂虚拟视景建模与实时绘制

水力发电学报 2008年第1期27卷 124-128页

作者：刘惠义李晓芳河海大学计算机及信息工程学院南京210098

用计算机生成真实感强的虚拟视景,并与视景实时交互是虚拟现实领域最具挑战性的研究方向之一,同时也是大型水利工程复杂虚拟视景仿真的关键技术。本文探讨水利工程复杂虚拟视景的静态建模和动态建模方法;从消隐、模型简化方面考虑,综合... 详细信息

用计算机生成真实感强的虚拟视景,并与视景实时交互是虚拟现实领域最具挑战性的研究方向之一,同时也是大型水利工程复杂虚拟视景仿真的关键技术。本文探讨水利工程复杂虚拟视景的静态建模和动态建模方法;从消隐、模型简化方面考虑,综合运用软件加速技术加速视景的绘制,提出了基于时空相关性的实时消隐方法,给出了基于LOD虚拟视景的实时绘制方法。这些方法和技术在"引江济太三维动态模拟系统"项目中应用,取得了较好的效果。

关键词：计算机应用虚拟视景软件加速实时绘制视景模型

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大规模三维地形实时绘制的简化技术研究

武汉大学学报（信息科学版） 2012年第5期37卷 555-559页

作者：尹长林詹庆明许文强张鸿辉武汉大学城市设计学院武汉市430072 长沙市规划信息服务中心长沙市410013

在考虑地形特征和视相关特点的基础上,采用了一种简单的四叉树剖分评价函数用于实时生成动态的多分辨率地形模型。在三维场景漫游中,采用多级缓冲机制实现了视点快速移动下场景数据的调度和绘制,同时提出了一种综合考虑帧率和细分评价... 详细信息

在考虑地形特征和视相关特点的基础上,采用了一种简单的四叉树剖分评价函数用于实时生成动态的多分辨率地形模型。在三维场景漫游中,采用多级缓冲机制实现了视点快速移动下场景数据的调度和绘制,同时提出了一种综合考虑帧率和细分评价函数的自适应LOD调度方法,并采用和地形调度相一致的方法进行多级纹理映射。最后开展了算法实现的编程工作,实现了基于以上简化技术的大规模三维地形的可视化。

关键词：大规模三维地形实时绘制四叉树多分辨率模型多级缓冲自适应LOD调度

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一种大规模草地的建模与实时绘制技术

系统仿真学报 2005年第10期17卷 2410-2413页

作者：杜金莲田春爽廖湖声北京工业大学计算机学院北京100022

大规模草地的建模与实时绘制技术是三维场景可视化的重要组成部分,通过利用草丛模型构建草地,提出基于四叉树的草地模型表示方法,该模型表示方法能大幅度的降低草地模型的复杂度和数据量;同时,基于此模型,在实时绘制时以草丛为单位,利... 详细信息

大规模草地的建模与实时绘制技术是三维场景可视化的重要组成部分,通过利用草丛模型构建草地,提出基于四叉树的草地模型表示方法,该模型表示方法能大幅度的降低草地模型的复杂度和数据量;同时,基于此模型,在实时绘制时以草丛为单位,利用两草丛间的距离在屏幕上的投影对草地模型进行动态简化,从而大幅度的减少所需绘制的多边形数量,提高草地的实时绘制速度。

关键词：三维草地模型四叉树实时绘制多分辨率模型

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虚拟雨景中路面湿润效果的实时建模与绘制

计算机辅助设计与图形学学报 2008年第6期20卷 713-717页

作者：王长波杨志亮张鑫彭群生华东师范大学软件学院上海200062 浙江大学CAD＆CG国家重点实验室杭州310058

对虚拟雨景中路面湿润效果的模拟可大大增强场景的真实感.通过分析路面湿润效果的形成机制,提出了基于双层反射的路面湿润模型,根据子面反射理论和Torrance-Sparrow光照模型计算湿润时路面上的倒影和灯影,并采用路径跟踪技术对湿润效果... 详细信息

对虚拟雨景中路面湿润效果的模拟可大大增强场景的真实感.通过分析路面湿润效果的形成机制,提出了基于双层反射的路面湿润模型,根据子面反射理论和Torrance-Sparrow光照模型计算湿润时路面上的倒影和灯影,并采用路径跟踪技术对湿润效果进行绘制.利用GPU加速技术可实时绘制出不同情况下的路面湿润效果,效果逼真.

关键词：路面湿润建模实时绘制虚拟雨景