基于自适应迭代面光源采样的物理正确柔和阴影绘制算法

针对蒙特卡罗可见性采样开销大的问题,提出了一种基于自适应迭代面光源采样的3D场景柔和阴影绘制算法。首先为每个可视场景点产生一个随机光源采样点,通过投射阴影光线来生成3D场景的二值面光源可见性图。其次基于可见性梯度探测算法,获得该图中半影的启发式信息,从而确定需要进行大量光源采样的可视场景区域。然后据此自适应计算每个可视场景点需要产生的光源采样点数量,并进行两次迭代面光源采样。最后对每个可视场景点累积的面光源可见性求平均后,得到最终的面光源可见性。实验结果表明,本算法可以显著减少面光源可见性的计算量,高效地绘制出物理正确的柔和阴影。     

基于光线分布的阴影线跟踪加速算法

传统方法假设场景光线均匀分布,降低了复杂场景的阴影线遍历性能。本文提出一种基于光线分布的阴影线遍历序列预测算法,以加快绘制性能。通过建立网格快速收集光线相交结果;利用充分采样的光线分布信息,建立一种高质量的阴影线遍历代价函数;引入基于多分辨率网格的光线贡献度,避免网格单元与节点不完全重合而导致预测精度降低。并按需的预测优先遍历节点,以减少遍历序列计算时间。实验结果显示,对于阴影线遮挡率为75%的场景,算法能减少61%的相交次数。相对于已有方法,新算法提高了预测精度,弥补了传统方法的不足。     

轴测图阴影绘制中其光线的规范化

１　问题的提出在现有工程绘画教科书及其有关资料中,对轴测图阴影的绘制,其光线方向的选择说法不一,并且只是叙述了一些一般性原则根据这些原则,绘图者每画一张轴测图的阴影都要进行阴影光线的选择这不仅增加了绘制阴影的难度,而且使画出的轴测图阴影千差万别,有的阴影看上去光彩效果差,物影不协调如果像绘制正投影图阴影一样,将轴测图阴影光线的方向规范化,则给绘制轴测图阴影会带来极大的方便作者根据阴影教学及多次作图实践,对机械制图国家标准规定采用的三种轴测图（正等测、正二测、斜二测）阴影光线的方向确定了规…     

百分比滤波技术的改进和实现

百分比滤波算法是阴影绘制的重要算法.算法对生成的阴影图进行滤波处理,可以有效的去除硬阴影边缘的锯齿走样.改进的算法在滤波阶段,通过采用分层的阴影图技术加快了滤波,运用梯度阴影映射来处理遮挡物表面自阴影现象.改进的百分比滤波算法可以更快更好的生成场景中的硬阴影效果.     

基于深度剥离的屏幕空间环境遮挡算法

针对原有屏幕空间环境遮挡算法存在的自遮挡距离误差问题,提出了一种基于深度剥离的屏幕空间环境遮挡算法（Depth Peeling based Ambient Occlusion,DPAO）.该算法通过深度剥离过程萃取了多深度层次的ZBuffer,为遮挡计算提供了更精确的遮挡采样片段,同时利用深度剥离技术进行了修正,从而得到了更具有物理真实性地渲染结果.整个流程充分利用了现有GPU的SIMD特性并行实现.实验结果表明,该算法能够在高帧速率情况下为具有丰富高频细节的几何场景产生真实感强的柔和阴影,适用于视频游戏、科学仿真等对实时性要求较高的应用领域.     

低复杂度高度场的通视性研究及快速光照计算

为快速判断高度场场景点的通视性和可见范围,满足交互式应用的需要,提出低复杂度高度场基于可见二叉树的凸包树简化方法。通过对高度场数据在8个方向的线性扫描,确定每个高度场数据点的最大方位角,构造凸包树型结构;对凸包树信息进行分析,构造可见性二叉树作为方向扫描存储结构,在光照计算过程中有效提高可见点的搜索算法效率;结合阴影图的间接光照计算,实现了交互式帧率的动态低复杂度高度场绘制效果模拟,降低计算成本。     

基于GPU加速的光速跟踪体绘制算法

采用GPU编程技术,实现加速的光线跟踪体绘制算法.将原先在CPU中进行的光线进入点计算、离开点计算和光线遍历采样等步骤,移入GPU中进行,利用GPU的高速浮点运算能力,使实时绘制成为可能.通过只绘制一个代理面,避免了使用固定管线的混合操作,从而可通过自定义的混合算法来实现各种复杂的绘制效果.     

一种新的立体显示中的视差估计与虚拟视点绘制算法

针对虚拟视图绘制技术中空洞和伪边缘等问题,提出了一种新的立体匹配算法以获得稠密视差图完成虚拟视点合成.此方法只需要两张视图,对其采用Mean shift算法就可以进行视图分割.有效的虚拟视点绘制是基于良好的视差图与好的视图插值法实现的.通过权值多窗口立体匹配法获得初始视差图,再利用交叉检验法对不可信匹配点和闭塞遮挡区域进行滤除,很好地解决了视差图中遮挡区域引起的误匹配问题.最后,对获得的稠密视差图进行视图插值和相应的噪声滤除完成了多点位置的虚拟视图绘制.针对Middlebury dataset提供的"Tsukuba"等测试图像进行相关实验,实验结果表明,该算法具有良好的视图绘制效果.     

一种抑制城市峡谷多径卫星信号的定位方法

针对车辆在城市峡谷环境下受建筑物遮挡而产生的多径效应导致定位精度降低的问题,提出了一种抑制城市峡谷多径卫星信号的定位方法. 本方法利用城市道路环境下,车辆前后和上方的卫星不容易被遮挡,而道路左右的卫星容易被高大建筑物遮挡这个事实,推算出不会被遮挡卫星的最低高度角相对于道路方向的方向角的关系,通过计算卫星的伪距残余来与门限值比较,动态调整方向角与高度角关系中的参数,来有效判断当前时刻的可见卫星和非视距卫星,并剔除非视距卫星,减弱多径效应的影响,从而实现城市峡谷环境下的车辆高精度定位. 通过理论分析、仿真验证和实际的测试结果表明,该方法有效地提高了车辆的定位精度.     

用"掩码"位图实现计算机图像的裁剪

讨论了用"掩码"位图实现图像裁剪的原理,给出了用"掩码"位图的光栅操作(ROP)实现图像裁剪操作的一般性逻辑运算公式;分析了"掩码"位图裁剪图像的一般过程,并给出了在Windows中实现该原理的源代码。此方法克服了Windows中用"区域"的方法实现位图裁剪的复杂性。     

快速百分比靠近软阴影绘制算法

为了在较低的时间开销下生成高质量的软阴影,提出一种快速的百分比靠近软阴影（percentage closer soft shadows,PCSS）绘制算法。该算法基于百分比靠近软阴影算法,首先使用多尺度阴影图技术对阴影图进行预处理,同时去除其中对阴影图查询贡献较小的像素,降低预处理的开销;然后基于快速遍历方法,使用一种有效的采样方式,对部分搜索区域进行采样,并利用采样信息提高快速遍历结果的准确性;接着设计一种复用方案,对于多个相似像素组成的相似像素组,只对其中一个被称为代表像素的像素进行耗时的计算,组内其它像素复用代表像素的计算结果,降低了计算总量,提升算法性能。最后对生成的软阴影进行模糊处理,使其边缘更为平滑。此外,通过对比不同设置下的实验结果,确定出较为合理的参数。为验证算法的有效性和通用性,使用随机生成的场景进行测试,并与主流算法进行对比,对比指标为软阴影质量和算法运行时间。实验结果表明,该算法在保证软阴影质量的条件下,拥有更高的性能,并且虚拟场景中阴影部分所占比例越大,性能提升越大。     

建筑物阴影的实时模拟

提出了一种新的建筑物阴影快速模拟算法.首先根据不同时刻的太阳位置,采用一种基于投影的多边形搜索算法计算光源坐标系下三维建筑物的阴影外轮廓,包括本影和软影区域,然后计算阴影区内的光亮度,将阴影图投射到地面上,最后基于多边形的填充算法实时绘制出任意时刻的建筑物阴影效果.     

基于比特位操作的自适应约束传播算法

在现有约束传播算法研究的基础上,提出了一种基于比特位操作的自适应约束传播算法AC_MaxRPC_Bitwise。该算法在寻找AC支持及PC支持中引入基于比特位的数据结构,并利用比特位操作加速AC支持和PC证据搜索,从而提高自适应约束传播的效率。对几类典型benchmark问题的测试结果表明,算法AC_MaxRPC_Bitwise在总体性能上明显优于AC及原自适应约束传播算法。     

Occlusion Culling Algorithm Using Prefetching and Adaptive Level of Detail Technique

Recent yearsin graphics area many rendering al-gorithms have been developed to support a newset ofdemanding applications.An efficient way to speed uprenderingis to avoid rendering geometry that cannotbe seen from current viewpoint,such as geometryoutside the current viewfrustumand obscured by ge-ometrythat is closer tothe current viewer.The hard-est part of the visibility culling problem is how toavoid rendering geometry whichis obscured by closergeometry.Our approach will focus on this.In thi…     

基于互联网的3D复杂场景渲染算法研究

讨论了基于互联网的3D复杂场景渲染的一个主要问题即纹理的传输，现有的方法是在渲染之前就将整个纹理都传输到了客户端，我们提出了一个可供选择的方法，将每个纹理细分为若干个切片，然后在客户端进行动态控制哪些切片应该是用户可见的，客户端对纹理切片请求是按照各个纹理切片所影响的屏幕像素点数目顺序依次进行的，因此首先传输的就是那些影响屏幕像素点数目最多的纹理切片，纹理切片的计算充分考虑了闭合性和多重文理图像分辨率水平，并且每个新的帧被渲染时都要动态地重新计算，我们指出了在不改变基本结构的前提下，如何提升渲 染效果。     

基于旋转变换的混沌光学图像加密方法

提出了一种利用旋转变换和混沌理论进行图像加密的新方法.使用旋转变换和两个混沌随机相位掩膜对图像进行加密,利用Logistic映射、帐篷映射和Kaplan-Yorke映射三种混沌函数产生混沌随机相位掩膜.通过计算均方差,基于旋转角和混沌随机相位的种子值的盲解密算法的鲁棒性进行了评估,并给出了加密和解密技术的光学实现方案....     

能见度测试的系统偏差分析

从能见度定义出发,推导出测试光波长和能见度的关系。对大气衰减特性研究表明,按照常规方法计算能见度会导致系统偏差,这些偏差依赖于测试光源的光谱特性,不同厂家、不同测试方法偏差不同。通过国外的一系列对比实验证明该系统偏差的存在,最后提出了通过研制能见度标准来消除系统误差的解决方案。     

基于环境感知的防泄漏多秘密共享方案

提出了一种基于环境感知的防泄漏多秘密共享方案。在该方案中,可信中心利用中国剩余定理将多个秘密合并成一个秘密,根据拉格朗日插值多项式为各个参与者分配秘密子份额;在秘密重构时,参与者利用双线性映射,根据其秘密子份额和当前环境信息计算伪子份额;验证机构利用拉格朗日插值和双线性映射计算出验证信息,来验证参与者提交的伪子份额的有效性。该方案中参与者的子份额以及共享秘密均具有防泄漏特性,因而可以被重复使用。基于环境感知的动态性可以极大提高该方案对移动攻击者的攻击难度。该方案尤其适用于无线传感器网络、多机器人等野外工作的系统,可以有效提高这些系统的使用效率和安全性。     

基于卷积神经网络和密度分布特征的人数统计方法

在行人监控视频中,由于行人遮挡、场景光照变化,人群分布不均等因素的影响使得现有方法难以准确统计视频中人数。针对该问题,提出一种基于卷积神经网络和密度分布特征的人数统计方法。该方法首先将场景中的人群依据密度进行划分;对稀疏人群,使用Retinex算法将场景去噪后转换至HSV空间中对行人位置进行预判,并使用栅极损失函数分块训练卷积神经网络提取行人特征,实现对遮挡行人局部位置的识别;对密集人群,提取人群密度分布特征并使用多核回归函数估计人群数量。该算法在PETS2009、UCSD等数据集上进行了测试,实验结果表明所提算法具有更好的统计精度。