GPU编程在三维纹理映射体绘制中的应用

三维纹理映射体绘制是一种基于硬件的经典体绘制方法。文中给出了利用OpenGL进行GPU（Graphic Processing Unit,图形处理器）编程,以充分发挥显卡在图像处理方面的并行处理能力和计算性能,加速三维重建的具体方法。和传统的体绘制算法相比,该方法可明显提高三维重建速度并改善三维重建效果。     

基于三维纹理的体绘制研究与实现

介绍体绘制技术和光线投射法、三维纹理映射法两类常用算法。再利用可编程着色器,综合两类算法优点,通过实验实现了改进后的三维纹理体绘制法,改善了绘制效果。     

文物模型的简化与纹理映射研究

提出了一种基于顶点聚类的新简化算法.通过引入二次误差测度求解网格单元的最优代表点,提高了简化质量.分析了文物模型纹理映射的特殊性,提出合适的映射方法,建立了几何模型与纹理图像之间的映射关系,实现了非参数化三维模型的纹理映射,使得模型具有照片真实感.     

纹理映射算法的改进研究

纹理映射是真实感图形绘制中的重要组成部分,文中提出的纹理映射算法是在传统映射算法的基础上做了两点改进,由于传统的映射算法在物体的两极易产生纹理汇聚现象,且有明显接缝,故真实感效果不理想。文中将纹理图案做适当的拉伸变换,再做映射的逆变换,利用三角网格对接缝处做匹配,实现了纹理的无缝拼接,并能保持表面的连续性,具有较小的变...     

基于GPU的体绘制算法研究

本文给出了基于GPU的体绘制算法的流程,针对医学影像多组织标定问题,提出了基于二维表的纹理传输函数方法.针对CPU与GPU的资源分配与任务协同问题,提出了基于CPU的代理几何体生成算法,并利用该算法生成纹理坐标与GPU共同完成体绘制.最后对大量的医学影像数据进行了实验,实验证明本文提出的算法可以很好解决多组织标定与重建速度优化问题,使重建速度达到了毫秒级,完全满足临床需要.     

毫米波防撞雷达三维显示界面的设计与实现

提出了一种地形分块加速绘制算法.算法递归地将地形划分为多个大小相等的地形块,通过统计地形块中目标分布的稀疏度以及无目标地形块所占的比例,寻找最优的地形分块方式.此外,提出了一种利用Diamond-Squares算法生成随机纹理,并融合顶点颜色为地形着色的方法,渲染的地形真实感强、层次分明.最后,介绍了防撞雷达三维显示中...     

一种无接缝纹理映射算法的并行实现

随着多核处理器的问世,并行编程变得简单和必要。通过对一种纹理映射算法的研究,对其耗时部分进行并行化,以加快算法运行速度。该纹理映射算法先建立三维网格顶点和视点之间的对应关系,然后利用重心坐标权重插值的颜色填充方法构造出一个无接缝的纹理图像。通过利用算法过程中存在的并行性,对算法进行并行实现。实验结果显示,能够得到一个无接缝的纹理图像,而且在双核处理器上的平均加速比达到了1.70。     

基于Android平台的纹理映射方法研究

在Android开发中,纹理映射技术被广泛应用于三维图形的绘制。文章首先介绍纹理映射原理,然后实现了常用的纹理拉伸方法和纹理采样方法。     

基于噪声纹理的云层绘制方法

针对港口三维监控系统中云绘制的特点,分析云绘制的逼真度和实时性需求,研究相应的云绘制方法,提出一种基于噪声纹理的云层绘制方法.该方法采用基于纹理构造云模型,降低了所需绘制的几何数据;采用设置纹理重复模式,实时更改纹理矩阵,实现云层运动的效果,采用多纹理技术将两张噪声纹理成一定角度叠加,实现云自身形态的连续变化.通过该方法绘制了港口三维监控系统云层,具有较强的三维虚拟现实的真实感.实验结果表明,该方法可显著提高云绘制效率,显示效果令人信服.     

三维可视化技术在医学领域中的应用

在医学软件的开发过程中,实现三维重建技术的优劣是系统设计的难点和重点.在探讨面绘制与体绘制技术的基础上,使用OpenGL及VTK工具包完成可视化具体操作,并对其结果进行简要分析.利用患者髋关节CT数据,实施了基于OpenGL的Marching Cube算法、三维纹理映射算法,以及基于VTK的Marching Cube、Ray Casting算法,并对实现过程及实现效果进行了对比分析.基于OpenGL与基于VTK的面绘制技术及体绘制技术均能较好呈现患者髋关节的三维解剖结构信息.其中,面绘制可有效地绘制出三维体的表面,但缺乏内部信息的表达;体绘制真实感较好,但渲染速度较慢,不适合用于实时系统的表达.VTK可视化方法实现简单,适用于快速显示数据空间信息,但其三维交互功能不足;OpenGL属于底层API,可灵活完成各项交互操作及渲染任务,但其编码较为复杂.     

Fast 3D Mesh Compression Using Shared Vertex Analysis

A trend in 3D mesh compression is codec design with low computational complexity which preserves the input vertex and face order. However, this added information increases the complexity. We present a fast 3D mesh compression method that compresses the redundant shared vertex information between neighboring faces using simple first‐order differential coding followed by fast entropy coding with a fixed length prefix. Our algorithm is feasible for low complexity designs and maintains the order, which is now part of the MPEG‐4 scalable complexity 3D mesh compression standard. The proposed algorithm is 30 times faster than MPEG‐4 3D mesh coding extension.     

新闻视频片花检索新方法

针对新闻视频中精品小栏目的点播需要靠人工剪辑,费时费力,提出了一种基于时空切片的片花检索方法。该方法根据片花的特点过滤掉大部分不相关的镜头,然后通过镜头合并规则得到候选片段,最后将候选片段融合为时空切片,并在候选片段时空切片的基础上采用分块主色调特征和纹理特征相结合的方法得到最后的相似片段。实验从查全率和定位精度两方面证明了该方法的有效性。     

三维激光扫描数据的网格简化

针对三维激光扫描仪获得的彩色人头数据集压缩问题，提出了基于区域分割的顶点合并网格简化算法。该算法分为区域分割和网格简化两个阶段。在对三维彩色人头数据集进行区域分割的基础上，把网格点分为：区域边界点（在顶点合并操作中，它只能与边界点合并）和区域内部点，然后根据区域加权的误差评价函数进行网格简化。实验表明，该算法压缩比高，网格简化质量好。     

基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化研究

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。     

Fragile Watermarking of 3D Models Using Genetic Algorithms

This paper describes a novel algorithm for fragile watermarking of 3D models. Fragile watermarking requires detection of even minute intentional changes to the 3D model along with the location of the change. This poses a challenge since inserting random amount of watermark in all the vertices of the model would generally introduce perceptible distortion. The proposed algorithm overcomes this challenge by using genetic algorithm to modify every vertex location in the model so that there is no perceptible distortion. Various experimental results are used to justify the choice of the genetic algorithm design parameters. Experimental results also indicate that the proposed algorithm can accurately detect location of any mesh modification.     

山地场景下3D射线跟踪的应用分析

山地场景海拔落差较大,地势起伏且遮挡多,传播环境复杂。与传统SPM传播模型相比,3D射线跟踪模型更好的反应电磁传播的反射,绕射和衍射等场景且模型参数也更加丰富,因此,会更准确合理。本文主要通过在云南某山地场景进行CW测试,使用3D射线跟踪传播模型进行模型校正并分析模型校准的结果,深入分析了在山地场景采用3D射线跟踪传播模型的优势。     

基于Direct3D电子海图区域绘制方法

介绍了一种基于Direct3D在海图中绘制随机凸边形半透明效果的方法。首先分析采取依次填充多边形顶点缓冲区的方法引起的问题,并针对此问题介绍了格雷厄姆扫描法（Graham算法）构建凸多边形,最后阐述了整个软件的处理流程、场景渲染及其实现效果。     

一种基于图形处理器的压缩单纯形方法

 针对GPU通用计算环境CTM纹理资源的限制,研究了一种适于CTM的单纯形方法.依据单纯形方法每次变换最多只增加一列非单位元向量和矩阵求逆运算的特征,给出GPU上系数矩阵、基逆矩阵等的压缩存储策略及在该策略下求解基逆矩阵、单纯形乘子和检验数等步骤新的计算规则.CPU主要进行迭代控制;而计算密集类任务皆由GPU完成.理论分析证明该方法比标准方法在时空复杂度上提高了一个数量级.数值实验表明该方法不仅扩大了可求解问题的规模,且在获得正确优化结果的前提下,效率比CPU版本有数百倍的提高,甚至数倍领先于MATLAB R2007a.     

Exhaustive ray tracing algorithm for microcellular propagationprediction models

A new 3D exhaustive ray tracing algorithm for microcells is presented. This algorithm, based on an intelligent sequence search and Fermat's principle, overcomes some of the limitations of `brute force' ray tracing and image theory