RPF（RLA）文件在合成软件中的应用

三维动画软件在渲染输出时可以选择多种文件格式,其中RPF(RLA)文件格式是一种在后期合成中非常有效实用的文件格式。它除了可以输出正常的图像通道和常见的Alpha通道外,还可以输出许多辅助的通道。凭借这些辅助的通道信息,在合成软件中,我们可以实现摄像机匹配、Z通道特效(如景深、雾效)、元素分离、材质属性和贴图调整、阴影和反射模拟、运动模糊等高端功能。这样一方面可以大大地节省三维动画的工作量,一些渲染耗时的功能大可让合成软件去完成。另一方面更方便于修改,在商业制作中可以大大地提高工作效率。本文主要讨论RPF(RLA)文件在Combustion、AfterEffects和DigitalFusion中的综合应用。本文范例涉及的软件版本为3dsmax7.0简体中文版、AfterEffects6.5、Combustion4.0、DigitalFusion5.0。     

基于多帧二维动画图像的三维自动生成技术

针对传统的三维自动生成方法存在效果差的问题,提出基于对象层次与表面层次随动渲染技术的多帧二维动画图像三维自动生成技术。采用相似度度量方法进行图形渲染的表面层次平滑处理,利用对象层次与表面层次随动信息融合方法进行动画图像渲染,实现多帧二维动画图像的三维重构与动态生成。仿真结果表明,采用改进方法进行多帧二维动画图像重构生成,图像具有较高的逼真性。     

视觉传达设计系统的三维动画优化技术研究

针对当前三维动画优化技术存在一定的不足,如渲染效果不明显等,为了获得更加理想的三维动画优化效果,提出一种视觉传达设计系统的三维动画优化技术。首先,对三维动画优化技术的研究现状进行分析,找到引起三维动画优化效果不佳的原因;然后,采用三维动画图像序列,根据关键帧处图像序列生成深度判断模型,通过对偶原理优化动画图像深度模型;最后,利用纹理映射方法将待渲染纹理信息转变为渲染纹理,根据输入点像素间的差值完成三维动画渲染。具体仿真实验测试结果表明,相对于其他三维动画优化技术,文中技术获得了更加理想的三维动画优化效果,三维动画的特征点匹配精度高、渲染效果好,具有十分广泛的应用前景。     

基于OpenGL与Direct3D的室内软装三维模拟系统设计

针对传统室内软装三维模拟系统选取几何建模方法三维模拟室内软装效果,缺乏有效的充实和渲染手段,真实性差。文中设计一种基于OpenGL与Direct3D的室内软装三维模拟系统,采用3DMAX软件建立室内模型,将该模型导入OpenGL三维图形标准库模块中,利用基本几何图元绘制室内软装场景元素,通过穿墙、重叠以及尺寸约束函数对场景元素进行约束,确保室内软装代理区域合理布局,充实室内模型,充实后室内模型传送至Direct3D渲染引擎模块变换单元实施软装布局,利用照明单元和光栅化单元对布局后室内进行渲染,获取最优室内软装效果,并输出室内软装三维模拟图像。实验结果表明,利用该系统三维模拟的室内软装真实性强,编辑操作平均运行时间为327 ms,用户满意度高。     

基于真实场景的水墨风格图像自动生成方法

针对水墨画的特殊艺术效果,提出一种基于真实场景的静态水墨风格图像生成方法,将一幅适合中国传统水墨画效果的静态真实场景图像自动转换为具有水墨风格的艺术图像。该方法首先对图像进行色彩空间的转换、通道分离等预处理,然后通过图像腐蚀、各向异性扩散以及边缘信息的提取与叠加等方法,实现了对图像的水墨风格处理,并且能够通过对于其中参数的调整,来实现对图像水墨风格处理过程的控制。实验结果表明,该方法对于水墨效果的仿真取得了较好的效果。     

基于真实场景的水墨画自动生成方法

针对水墨画的特殊艺术效果,提出一种基于真实场景的静态水墨风格图像生成方法,将一幅适合中国传统水墨画效果的静态真实场景图像自动转换为具有水墨风格的艺术图像。该方法首先对图像进行色彩空间的转换、通道分离等预处理,然后通过图像腐蚀、各向异性扩散以及边缘信息的提取与叠加等方法,实现了对图像的水墨风格处理,并且能够通过对于其中参数的调整,来实现对图像水墨风格处理过程的控制。实验结果表明,本方法对于水墨效果的仿真取得了较好的效果。     

Creo渲染模块在商业空调机组中的应用

针对机组模型在进行产品说明和设计技术手册中所需的高质量渲染图片的问题,对Creo渲染模块在商业空调机组中的应用进行了研究.首先对待渲染的商业空调机组模型进行预处理;然后设置模型所对应的应用场景和光源,同时提取和添加待渲染模型的颜色;随后优化图像的噪点和阴影度;最后结合透视原理通过渲染模块的输出命令输出渲染后的图片.在商业空调的应用环境下,基于Creo渲染模块的渲染工作,可以快速输出渲染图片.渲染成品图表明,使用Creo渲染模块的方法可以满足产品说明和技术手册等所需的渲染图.     

比较不同非线性编辑系统中3D文件的导入

由于电视节目的需要,在后期节目的制作过程中为了丰富画面要加入一些动画效果。例如,转动的角标、跳跃的卡通形象、两幅画面之间的转场动画等等。非线性编辑系统之所以能做到吸引观众的视线,可以说与第三方软件是分不开的。所谓第三方软件,指的是该非线性编辑系统生产商以外的软件公司提供的软件。这些软件大都不能直接与非线性卡挂靠,进行输入/输出,但可以对已进入了硬盘阵列的视音频素材进行加工处理和编辑,或者制作自己的二维和三维图像再与那些视频素材合成,合成后的作品再由输入/输出软件输出。这些软件的品种非常丰富,功能十分强大。由于视频信号经采集后在计算机内部已成为一个个视频文件,更准确地说,是可被计算机处理的活动图像数据文件。它们与计算机二维平面图像软件和三维动画软件制作的计算机图像已无区别,可以进行相当好的融合。于是,大量的计算机图像处理软件进入了非线性编辑系统,而且在不断地升级换代,有力地提升了电视图像的艺术效果。选择3DS MAX软件制作动画比较便于使用,因为在3DS MAX中输出的动画文件在渲染时可以选择自带Alpha通道,在导入非线性编辑设备后将省去抠像的过程,节省节目制作时间和工作量。而且,在渲染输出时,视频压缩选用全帧非压缩的图片格式,保证了素材的无损传递     

三维动画图像纹理实时渲染系统设计

当前存在一种特殊图像纹理快速渲染技术方法,这种方法与传统思想不同,融合了硬件图像纹理的处理技术,实现了用较少的多边形组成模型完成高质量的动画图像纹理渲染效果,在提高图像纹理渲染速度的同时保证图像纹理渲染的质量。但该方法存在过程较为复杂的问题。为此,提出一种三维动画图像纹理实时渲染系统设计方法,该方法首先对渲染系统进行硬件系统设计,硬件由图像客户端、图像管理节点、存储节点及计算节点组成。通过对渲染图像模型纹理相应坐标点绘制像素达到对动画图像纹理渲染的目的,然后对三维动画图像纹理渲染利用双线性算法进行计算。实验结果证明,提出的对三维动画图像纹理实时渲染系统设计的方法能够降低三维动画图像的成本。     

基于Lumion的虚拟现实景观仿真设计与实现

为了获取三维可视化的虚拟现实景观效果,采用Lumion软件设计与实现虚拟现实景观的仿真。基于Lumion的虚拟现实景观仿真设计流程包括采集景观数据、景观三维模型导入、景观仿真细节处理、景观可视化渲染出图等关键步软件,采用不规则三角网模型为导入完成的景观模型创建可视化效果;通过材质处理、添加配景方式处理景观设计细节;在此基础上采用GetValue,SetValue程序批量渲染景观元素,存储完成后输出虚拟现实景观可视化图像。实验结果表明,所提方法可视化建模误差稳定在1%～3%之间,误差小、稳定性好;渲染批量物体用时均值约为8.9 s,是一种高效率的虚拟现实景观仿真设计方法。     

肝脏三维重建中模型平滑和网格细化方法

针对力触觉再现系统对三维模型真实性和准确性的要求,在基于二维医学图像重构肝脏三维模型的过程中,提出了一种基于B样条拟合曲线的模型平滑方法和基于最邻近点搜索插值的模型网格细化方法。前者是以最初获得的轮廓点为控制顶点,拟合出平滑的B样条曲线并重新采样,以此实现对模型的平滑操作。后者是在每一次连线构造三角形面片过程中,取两点之间的几何中心作为插值点,以此实现三维网格模型的细化。实验表明,这两种算法能够有效提高肝脏三维模型的重建效果,增强力触觉再现系统的真实性。     

A 36 fps SXGA 3-D Display Processor Embedding a Programmable 3-D Graphics Rendering Engine

In this paper, a 3D display processor embedding a programmable 3D graphics rendering engine is proposed. The proposed processor combines a 3D graphics rendering engine and a 3D image synthesis engine to support both true realism and interactivity for the future multimedia applications. Using high coherence between 3D graphics data and 3D display inputs, both pipelines are merged by sharing buffers such that a 3D display engine directly uses the output of a 3D graphics rendering engine. The merged architecture has synergetic coupling effects such as freely providing various rendering effects to 3D images and easily computing disparities without complex extraction processes. In the 3D image synthesis engine, we adopt view interpolation algorithm and propose real-time synthesis method, pixel-by-pixel process. The view interpolation algorithm reduces the number of images to be rendered, resulting in the reduction of external memory size to 64.8% compared to conventional synthesis process. The proposed pixel-by-pixel process synthesizes 3D images at 36 fps through bandwidth reduction of 26.7% and decreases internal memory size to 64.2% compared to typical image-by-image process. The 3D graphics rendering engine is programmable and supports the instruction sets of the latest 3D graphics standard APIs, Pixel Shader 3.0 and OpenGL|ES 2.0. The die contains about 1.7 M transistors, occupies 5 mm times 5 mm in 0.18 mum CMOS and dissipates 379 mW at 1.85 V.     

Wireless Sensor Network for Multi-channel 3D Data Synchronizing Acquisition System and Visual Simulation Research

A multi-channel three-dimension (3D) data synchronizing acquisition system based on wireless sensor network is proposed and used to collect underground three-dimension data in this paper. The channel number and the sampling rate of the data acquisition are the bottleneck of the seismic exploration. The synchronization precision of the multi-channel data affects the oil seismic exploration efficiency directly. The system adopts distributing collecting, conversion, storage and transfer multi-channel seismic data during specific time. The system can synchronizing gather 1024 channel data, and the collective data can form 3D data cube by corresponding process. The data structure of 3D data cube is analyzed and the 3D simulation model of underground oil reservoir is established. The methods of displaying slice for the 3D simulation model are studied using the technology of computer graphic and image processing, and we accomplish the horizontal slices, vertical slices of underground oil reservoir from multi-direction and multi-angle in this paper. Some typical simulation images for an underground oil reservoir are given by programming the corresponding algorithm and graphic display program using C++.     

In the name of art

In building a digital library of Chinese calligraphy, it is desirable to preserve the dynamic writing as well as the aesthetic properties of the masterpieces. Compared with the work on computer synthesis of Chinese calligraphy, we are dealing with the reverse problem; it can be achieved by performing image analysis on the archaic Chinese calligraphic images to obtain a model-based parametric representation. In this article, we introduce our methodology to preserve archaic Chinese calligraphic images by automatically estimating the set of three-dimensional (3-D) geometric and ink model parameters such as the properties of the brush hair and the variations of ink deposition along the stroke trajectory. The dynamic brush writing of the archaic Chinese characters can then be reproduced with various brush and ink effects so that the calligraphy generation process can be visualized and the masterpieces can be reproduced with high-quality printing in scalable resolution.     

Blind S3D image quality prediction using classical and non-classical receptive field models

We develop a novel no-reference image quality assessment model for stereoscopic 3D (S3D) images that is inspired by functional receptive field models of perceptual mechanisms in primary visual cortex (V1). The approach is called the Blind S3D Integrated Quality Evaluator (BSIQE). BSIQE simulates monocular and binocular responses to stereo views using channel separation and weighted multi-channel combination models. Binocular responses are modeled as the fusion of the two channels using a weighted multi-channel combination. The responses to stereoscopic image content of both classical and non-classical anisotropic receptive fields are then modeled based on a determination of the relative importance of the receptive field responses. In the last stage of feature extraction, we deploy a simple and efficient way of decorrelating the picture data. We extract local binary pattern (LBP) statistical features from the computed receptive field responses, and use them to train a regressor to predict the perceptual quality of stereoscopic images. We carefully evaluate BSIQE on four public-domain 3D image quality databases, and find that it is statistically superior to all compared 2D and 3D IQA algorithms. BSIQE exhibits good performance across the datasets suggesting that it is general, and it has relatively low complexity.     

基于地理位置的频谱共享系统功率分配

针对次用户地理位置分布的随机性,提出一种基于地理位置的多信道underlay频谱共享模型,并设计了一种基于凸优化的功率分配算法以提高频谱资源利用率。首先根据不同地理位置的次用户对主用户干扰的差异,设计一种基于产出投入比的公平性信道分配准则,将复杂的多信道资源分配问题转化为单信道功率分配问题;继而采用一种基于凸优化的迭代寻优方式进行功率分配,最终获得次用户的系统信道容量。仿真结果表明,相比按接入时间先后分配信道的方法,基于地理位置的多信道underlay频谱共享模型可以获得更高的信道容量。     

异质结构光子晶体微腔实现多通道可调谐滤波

为解决WDM系统中多信道同时滤波问题,设计并研究了缺陷对一种异质结构光子晶体多通道滤波器的调制机制,结果表明:在光子晶体环形滤波通道中引入点缺陷形成复合缺陷,可克服光子晶体环形腔结构的多模特性,实现单通道内的单纵模滤波;对于各个通道,复合缺陷中点缺陷的折射率对输出端透射谐振波长具有调谐作用,且对各通道的可调谐滤波作用彼此独立,随着点缺陷折射率的增大,输出的谐振波长出现红移现象。所设计的异质结构结构光子晶体对WDM系统实现多信道滤波功能提供理论和设计参考。     

基于GPU加速的梵高流线风格油画实时渲染绘制算法

本文针对图像及视频风格化的实际工程应用,提出了基于GPU加速的图像及视频的艺术风格化实时渲染算法,并实现了一个实时图像及视频艺术风格化绘制系统。该系统能够很好的利用GPU并行计算的特性,对耗时的像素遍历读取处理进行并行加速,实现了对输入图像及视频的梵高流线油画风格的快速转换,为用户提供了较好的交互体验。     

激光共焦扫描显微镜数据场的三维重建

主要研究激光共焦扫描显微镜 (LCSM )系统数据场的体绘制方法。根据LCSM系统数据场的特点 ,提出了源—点光源光照模型以及体缓冲器绘制方法。实验结果表明此方法适用于LCSM系统 ,能够生成逼真的三维图形。     

3D visual experience oriented cross-layer optimized scalable texture plus depth based 3D video streaming over wireless networks

3D video streaming over the mobile Internet generally incurs the inferior 3D visual experience due to the time-varying characteristics of wireless channel. The conventional video streaming optimization methods generally neglect the harmony among different networking protocol layers. This paper proposes a cross-layer optimized texture plus depth based scalable 3D video streaming method to improve the expected 3D visual experience of the user by systematically considering the application layer texture-video/depth/FEC bit-rate allocation, MAC layer multi-channel allocation, and physical layer modulation and channel coding scheme (MCS) selection. In the cross-layer optimization, a networking-related 3D visual experience model which fuses the overlapped retinal view visual quality and depth sensation with mimicking human vision system is established to predict the 3D visual experience under the specific parameter configurations of different protocol layers. The efficiency and effectiveness of the proposed cross-layer optimized 3D video streaming method has been validated by subjective and objective experimental results.