一个生成隐式曲面的整数型算法

隐式曲面易实现几何造型,但较难绘制。文章提出了一个隐式曲面的象素级生成算法,并针对隐式曲面的特点实现了隐藏线消隐。由于是象素级算法,所以该算法所绘制的曲面非常细致和平滑。该算法只使用整数运算,所以具有很快的速度。     

隐式裁剪曲面的造型及绘制

隐式曲面没有参数域的概念,故对其裁剪问题的研究,很少有人问津.提出了一种隐式裁剪曲面的造型和绘制方法:先把投影平面变换到xy平面,将该xy平面作正交化网格剖分,由参数表示或隐式表示的裁剪曲线在该xy平面定义裁剪区域,再把裁剪后留下的区域内的网格投影到隐式曲面上,从而实现了隐式裁剪曲面的多边形化绘制.     

隐式曲面／参数曲面的求交算法

本文介绍了一种实用有效的隐式曲面／参数曲面求交算法。算法主要分为两部分：特征初始点的求取和单调段的跟踪。解双变量多项式方程求解特征初始点。跟踪在三维空间进行，易于控制跟踪步长和离散交点对交线的逼近精度。算法不离散参数曲面，不漏交。     

一种参数曲面与隐式曲面的求交算法

提出一种新的参数曲面与隐式曲面的求交算法,即把参数曲面的表达式代入到隐式曲面的方程中去,得到关于两参数的方程,可把求解这个方程的问题视为在第二维标量场抽取参数曲面的参数域的等值线。该等值线在参数曲面上的映射,便是参数曲面与隐式曲面的交线。     

保持尖锐特征的隐式曲线绘制算法

隐式曲线在生物、医学、气象、地学、石油勘探及物探等领域有着广泛的应用。 提出一种绘制带有尖锐特征的平面隐式曲线的算法,能有效地提取隐式曲线的尖锐特征。该算 法首先确定曲线的绘制区域,采用自上而下的方式生成绘制区域的四叉树表示,并在四叉树节 点表示的每个单元格内生成一个数值场特征点;然后连接特征点生成对偶网格;最后,利用 Marching Squares 算法生成曲线。实验结果表明,该算法能在网格较稀松的情况下绘制出隐式 曲线,并且可以实现曲线的尖锐特征。     

一种隐式曲面交互调整的新方法

提出了一种对隐式曲面形状进行交互调整的新方法,为隐式曲面的调整提供了两种交互工具,分别是对曲面上点的位置调整和法向调整.该方法以调整后的位置和法向为新曲面的插值条件建立目标函数,极小化该目标函数求解曲面参数的变化量,从而确定新的隐式曲面.文中采用拟牛顿法和序列二次规划法(SQP)求解该非线性优化问题.在调整过程中用粒子的方法对隐式曲面进行绘制,实现了对隐式曲面形状的实时交互调整.最后用实例说明了新方法的有效性.     

基于GPU和区间分析的隐式曲面绘制和网格化

为了通过并行化技术提高隐式曲面绘制和网格化的速度,提出一种基于GPU并行计算架构的区间分析方法来网格化和绘制隐式曲面.首先按照给定的绘制分辨率将绘制空间离散成体素表示,充分利用GPU的并行计算能力,采取区间分析方法并行计算隐函数在所有体素上的取值区间,从而确定出包含隐函数零等值面的特征体素;进一步,抽取特征体素的外表面对其进行拓扑校正,确保得到的网格是二维流形;然后使用Laplace操作对这个网格进行光滑处理,得到隐式曲面的网格表示.大量实验结果表明,隐式曲面的网格化和绘制时间一般小于0.1 s,达到了实时化的水平.     

隐式曲面的快速适应性多边形化算法

通过将隐式曲面多边形化过程分为“构造”和“适应性采样”两个阶段,实现了隐式曲面多边形逼近网格的适应性构造．通过基于空间延展的Marching Cubes方法得到隐式曲面较为粗糙的均匀多边形化逼近,根据曲面上的局部曲率分布,运用适应性细分规则对粗糙网格进行细分迭代,并利用梯度下降法将细分出的新顶点定位到隐式曲面上;最终得到的多边形网格是适应性的单纯复形网格,其在保持规定逼近精度的前提下,减少了冗余三角形的产生,网格质量有明显改善．该算法可用于隐式曲面的交互式可视化过程．     

一种跟踪隐式曲面交线的算法*

传统的跟踪方法在求下一个跟踪点时一般是采用迭代法,而迭代法会出现初始值的选取和迭代收敛的问题。为此提出一种跟踪隐式曲面交线的算法。该方法最主要的优点是：在跟踪隐式曲面的交线时,在前一个跟踪交点已经求得的情况下,利用正方形与两个隐式曲面的交点,即可快速有效地求出下一个跟踪点,而不用涉及迭代收敛的判断。     

利用轨迹跟踪算法绘制隐式函数曲线

提出轨迹跟踪算法解决隐式函数f(x,y）=0的平面曲线绘制方法,运用中点函数值符号相异法在当前像素点的邻近8个像素点中选出一点以确定下一最佳像素点的位置,从而描绘出整条曲线,本算法通用性强,不须求解方程的根就可绘制各种代数函数及超越函数曲线;而且所绘制的曲线精确度高。     

z缓冲区消隐算法的改进

z缓冲区算法是一种比较简单的消隐算法,但算法需要占用相当大的系统资源,且计算量很大。扫描线算法是对z缓冲区算法的改进,该算法大大减少了对系统资源的占用,同时提高了算法的效率。     

人脸像素画生成算法

为了让普通用户方便地得到像素画卡通头像,提出一种自动从人脸照片生成像素画的算法.首先通过对脸部特征定位找到关键特征,然后在低分辨率下对特征的形状和位置进行优化调整;在调整后的各个区域采用"画家调色盘"色彩校正方法对其颜色进行校正,生成像素画.实验结果表明,该算法能够生成结构清晰、色彩明快的像素画.     

三维复杂曲面的手绘生成方法

为便于用户在概念设计时快速进行三维形状设计,将变分隐式曲面表示与手绘草图相结合,提出一种三维复杂曲面的交互生成方法.该方法分别采用膨胀变换、曲线交叉变换和弯曲变换,将轮廓、截面和骨架等3种交互笔画扩展生成三维约束点,支持用户以手绘草图方式来控制生成三维曲面的形状;通过对变分隐式曲面函数的局部化来实现曲面混合,保证三维复杂曲面交互生成的实时性.实验结果表明:文中方法能生成多种不同形状的三维复杂曲面,可有效地支持三维复杂形状的"分而治之"构造过程.     

基于隐式T样条的曲面重构算法

提出隐式T样条曲面，将T网格从二维推广到三维情形，同时利用八叉树及其细分过程，从无结构散乱点数据集构造T网格，利用曲面拟合模型将曲面重构问题转化为最优化问题；然后基于隐式T样条曲面将最优化问题通过矩阵形式表述，依据最优化原理将该问题转化成线性方程组，通过求解线性方程组解决曲面重构问题；最后结合计算实例进行讨论．该方法能较好地解决曲面重构问题，与传统张量B样条函数相比，能效地减少未知控制系数与计算量．     

一种包括隐含图形信息提取的工程图识别算法

工程图识别应该模仿人阅读工程图，把隐含图形信息提取出来，文中提出一种由稀疏的行程段直接提取整条图线，包括隐含图形信息提取的工程图识别算法，该算法首先提取整条图线的信息，再确定图线交点，通过分析线素，间隔等的规律确定线型，最后，基于工程图知识对图线拓扑关系进行校正。     

A Statistical Comparison of Two Hidden Surface Techniques: the Scan-line and Z-buffer Algorithms

This paper compares two image space hidden surface removal algorithms for polygonal scenes. These are the z-buffer and scan-line algorithms. There is first an overview of each algorithm, followed by a simulation experiment, designed to compare the number of polygons per second which can be rendered by each algorithm. The simulation varies the number of polygons in the scene, and the size and distribution of polygons over the display. The results suggest that the z-buffer is preferred for a large enough number of polygons, however, smaller polygons and uniform distribution of polygons favour the scan-line approach. The analysis does not take into account the complexity of the shading rule, which is likely also to favour the scan-line method.     

基于免疫遗传算法的工程图自动调优技术

针对目前三维模型参数化变型后,工程图自动生成方法中出现的视图布局 不合理、比例失调、标注混乱等问题,及现有调图技术的局限性,论文提出采用免疫遗传算 法对工程图进行优化调整。实现了基于模板参数化驱动后工程图的自动更新与视图布局、视 图比例及其各种标注位置等的优化调整。实验证明该方法可以实现智能化快速出图,保证设 计的准确性,提高设计效率和质量。     

基于方向场正则化的线描画生成算法

图像风格转化在计算机视觉领域广受关注, 其研究目标在于将输入图像利用计算机转化为具有某种特定艺术风格的图像. 线描画作为一种古老的画种, 它通过简单的线条勾勒物体的轮廓, 具有简约、抽象的风格. 本文提出一种基于方向场正则化的线描画生成算法, 该算法由4部分构成: 1)采用非局部平均滤波对输入图像进行预处理; 2)计算输入图像的方向场, 并基于自表示的思想对方向场进行Tikhonov正则化, 为了提高运算速度, 采用Sherman-Morrison-Woodbury公式来对正则化算法进行加速; 3)以正则方向场作为引导, 对预处理图像作高斯差分滤波; 4)根据人类视觉系统的非线性特点, 设计感知阈值(Perceptual thresholding)算法来对高斯差分滤波的结果进行阈值处理, 得到二值化的线描画图像. 仿真实验表明, 该算法可将输入图像转化为线条流畅且能有效表达输入图像主要信息的线描画图像.     

基于网格的等值线图快速生成算法

文章较详尽地讨论了基于网格的等值线图的快速生成算法,用Visual C＋＋ 6．0实现,该算法在运算速度上较通常算法有很大的提高。该算法已经成功应用于“高密度电阻率法地形检测系统”中,收到满意的效果。