一种积雪场景的实时绘制方法

探讨了真实感积雪场景的实时绘制技术。基于四叉树的层次细节模型确定了积雪存储的有效点并使这些积雪有效点自适应地形变化。积雪收集因子的引入使得积雪过程的模拟更加符合地形的特点。在渲染中通过计算每个有效点的法向量增强光照效果,并采用混合方法模拟积雪逐步增多的过程,使积雪产生了厚度感。实验结果也进一步验证了该方法满足了真实感与实时性这两个方面的要求。     

功能性规则约束下的三维点云道路设施语义标注

三维场景的语义标注研究是机器视觉、摄影测量以及机器学习等领域的热门研究课题. 但基于移动激光扫描数据的道路设施精确解释仍处于瓶颈期. 提出一种基于逻辑关系和功能性对道路设施进行语义标注的新方法,先总结制定道路设施相关的特征符号和规则,再根据所定义的规则功能对点云数据进行语义标注. 基于该方法对国内某中等城市道路点云数据进行了相当详尽的解释,正确提取了93%的杆状物体,并全部正确识别. 对于杆状物体的附件(如灯头、交通标志等),基本正确识别且有效标记. 与改进的RANSAC算法相比,该方法提供了一个较好的解决方案,有助于在城市环境中自动绘制详细的道路设施.     

基于明暗模式的真实感图形处理与程序设计

提出了一种基于明暗矩阵模式的三维物体的真实感图形实时处理方法,给出了平面体和曲面体的真实感处理的技术途径及程序设计方法,该法可生成具有高度真实感的三维图形,且处理速度极快.在微机上可实现三维物体的真实感图形的实时处理,为工程应用提供了计算机图形技术.     

基于明暗模式的真实感图形处理与程序设计

提出了一种基于明暗矩阵模式的三维物体在真实感图形实时处理方法，给出了平面体和曲面体的真实感处理的技术途径及程序设计方法，该法可生成具有高度真实感的三维图形，且处理速度极 快，在微机上可实现三维物体的真实感图形的实时处理，为工程应用提供了计算机图形技术。     

实体造型系统数据结构的研究与开发

开发具有自主版权的实体造型系统,不但有巨大的理论意义,也有较大的经济价值。三维物体在计算机内的表示需要用具体的数据结构来实现,各种分析计算和后续处理也依赖于一定的数据结构来支持。由此可见,实体造型系统的功能如何关键在于数据结构的设计,良好的数据结构可以使各种算法更具效率。本文提出了实体造型中所采用数据结构的评定准则,开发了一种新型的基于多点边、非环面的非流形数据结构,并讨论了该数据结构的特点。     

计算机描阴处理及探索

本文介绍了一种基于工程素描的真实感显示方法，并把这一方法运用于曲面造型中。真实感显示采用了简单的光照模型。光线采用常光、图形消隐依据近的东西可能遮挡远的东西、曲面自身的表面法向采用Ｒｏｂｅｒｔｓ方法确定。点和线的产生主要是运用加以改进的扫描线算法。     

一种基于圆环点的相机定标方法

提出了一种基于圆环点求解相机内参数的方法．该方法要求相机在至少3个不同方位摄取一个含有若干条直径的圆图像,提取图像中的椭圆和直线,利用相切的射影不变性确定灭点及消隐线,通过消隐线和椭圆求交计算圆环点的图像坐标,从而线性求解全部相机内参数．整个过程既不需要对模板进行精确度量,也不涉及图像匹配问题．大量的模拟和真实图像实验结果表明,该方法精确度高,鲁棒性强．     

三维可变形物体的三点匹配策略

针对不同姿态下的三维可变形物体特征点匹配问题,提出了一种基于热核信号特征和测地距离的三点匹配策略,从而可以为后续的紧密匹配奠定基础.该方法主要由以下三步完成,首先提取出三维可变形物体的外部特征点;其次,对外部特征点采用热核信号定义局部特征;最后,结合局部特征描述符和特征点之间的测地距离进行最优匹配搜索,得到正确的匹配结果.实验结果表明:该方法能很好地实现对三维可变形物体的稀疏匹配.     

马氏距离不变量用于灰度图像的识别

将马氏距离矢量作为不变矩用于图像中的物体识别,并将马氏距离教育处过程中物体部件划分问题进行了研究,提出了一种基于物体图像灰度的部件点集划分新方法。实验结果表明,马氏距离矢量方法应用于图像物体识别,对待识别物体在视场中的平移和旋转具有良好的适应性,识别误差小,所提出的新的点集划分方法可直接根据物体图像的灰度进行点集划分,克服了拓扑关系方法不易实现自动划分的缺点,实现了基于马氏距离方法图像识别过程的自动化。     

用C-C细分模式实现特殊效果模拟

针对参数曲面造型的缺点,为了避免通过对几个参数曲面进行混合来进行三维物体造型,介绍了一种带有轮廓删除的C-C细分方法,并使用该方法对双三次B样条曲面进行光滑拼接,实现了折痕和内部角点等特殊视觉效果的曲面模型。     

过2点与直线相切的圆的分析与图解

当已知3圆中的2圆退化成点且另1圆退化成直线时,得到阿波罗尼奥斯问题（Apollonius′Problem）的一种特殊情况。在这个前提下,根据已知2点连线与已知直线的位置关系,过已知2点作与已知直线相切的圆,共有3种情况。当已知2点连线与已知直线斜交时,过已知2点可作2圆与已知直线相切,根据近代欧氏几何中的反演理论,提出了一种作出这2圆的图解方法,并对作图依据进行了分析与论证。     

点云管道曲面的重构

该文主要研究了根据三维散乱点云重构管道曲面的一种算法.首先将散乱的数据点分块,计算得到对应管道曲面的中心轴线上的点,然后将其作为控制顶点拟合成光滑的B样条曲线,再以B样条上的点为圆心绘制圆,最后连接所有圆生成光滑的管道曲面.该文利用散乱点的微分几何性质及最小二乘拟合算法,局部拟合最佳的圆柱面,准确计算管道面的中心轴点,...     

圆弧扫描转换的混合算法

为了提高圆弧的光栅转换速度,分析了光栅圆弧的特性,提出了一种以2点步进为主、结合细节模式分析的快速绘制圆弧的混合行程算法.该算法在光栅圆弧水平行程较长的模式采用 2点步进,在曲率变化剧烈的区域和45°方向的行程模式采用单点和2点混合步进,并控制所有水平行程一次性输出,有效利用了光栅圆弧的特性和多步法及行程算法的优势,使得平均每生成一点仅消耗约286次基本运算,大幅度减少了I/O次数.实验和分析结果表明,新算法的圆弧速度明显优于现有其他算法,其平均圆弧绘制速度较经典Bresenham算法提高1倍以上,且可推广到椭圆或其他二次曲线的绘制中.     

直线的光栅转换算法与快速反走样绘制技术

为了实现快速的整数反走样直线绘制,提出了一种基于双残差控制的直线生成方法和一种快速灰度计算技术.新的直线生成算法直接利用残差进行迭代,使每次步进过程能够反映直线绘制的本质特征和更多的信息,以便直接用于反走样绘制的灰度转换.新的灰度计算方法依据直线斜率对灰度变化量进行预估,并在每次迭代中进行校正,完全消除了由距离到灰度的转换.利用快速灰度计算方法仅用3~6次基本运算便可得到像素的精确灰度,从而实现了高效的整数型反走样直线绘制.分析和试验表明,该算法具有良好的反走样直线绘制性能,其效率明显高于现有的同类算法.     

一种改进的迭代函数系统吸引子逼近算法

在分析比较已有迭代函数系统吸引子逼近算法的基础上,提出了一种改进的算法.通过绘制分形图时先对迭代函数迭代后的点及其原像点增加标记来判断某一点是否已经被迭代运算过,有效减少了计算点的个数,提高了计算效率.经实验验证效果明显.     

冲裁刃口尺寸类型的计算机识别

在冲裁模刃口尺寸的计算机辅助设计中,正确地识别尺寸类型是设计、计算最关键的一步.通过合理有效地利用了AutoCAD强有力的图形处理功能及图形数据资源,提出了一种在AutoCAD图形输入及处理环境下尺寸类型识别的新模型.此模型的原理主要基于尺寸标注基点在磨损前后的变化趋势及规律,不仅简单、直观,而且准确、可靠,容易在计算机上实现.     

基于三角形相似性的图像匹配算法研究

本文提出一种新的H／S（Harrls／SIFT）特征点提取算法,在此基础上根据三角形相似性原理,引入基线三角形组及复数空间,使传统的被动搜索三角形变为主动构造三角形,并利用多模板实现图像匹配。实验表明该匹配算法在图像存在旋转、尺度变化等情况下具有良好的应用性能。     

双椭圆变换法求解二圆锥相贯线

本文研究了平面截切圆锥所得到椭圆，在一个适当的投影方向上进行投影变换可成为圆，并由此得出了一种求二圆锥相贯线的作图方法     

一种改进的象素级圆的单点生成算法

提出一种改进的象素级单点生成圆的算法．该算法是在Bresenham算法的基础上通过一些技巧对其改进，使其避免了乘法运算和浮点数运算，这样一来算法在总的计算量上就大大的减少了．通过与Bresenham算法的比较，该算法的运算速度比Bre—senham算法有着更大的提高．     

Numerical manifold method based on isogeometric analysis

In this study, numerical manifold method(NMM) coupled with non-uniform rational B-splines(NURBS) and T-splines in the context of isogeometric analysis is proposed to allow for the treatments of complex geometries and local refinement. Computational formula for a 9-node NMM based on quadratic B-splines is derived. In order to exactly represent some common free-form shapes such as circles, arcs, and ellipsoids, quadratic non-uniform rational B-splines(NURBS) are introduced into NMM. The coordinate transformation based on the basis function of NURBS is established to enable exact integration for the manifold elements containing those shapes. For the case of crack propagation problems where singular fields around crack tips exist, local refinement technique by the application of T-spline discretizations is incorporated into NMM, which facilitates a truly local refinement without extending the entire row of control points. A local refinement strategy for the 4-node mathematical cover mesh based on T-splines and Lagrange interpolation polynomial is proposed. Results from numerical examples show that the 9-node NMM based on NURBS has higher accuracies. The coordinate transformation based on the NURBS basis function improves the accuracy of NMM by exact integration. The local mesh refinement using T-splines reduces the number of degrees of freedom while maintaining calculation accuracy at the same time.