基于GPU的真实感毛发快速绘制

提出一种基于图形处理器(GPU)加速的真实感毛发快速绘制方法.方法通过混合绘制多层次的半透明纹理层来表示物体表面的毛发效果,并在绘制过程充分运用了GPU的可编程功能.其中采用GPU的顶点绘制器来完成多层网格层顶点位置的计算;采用像素绘制器来实现毛发特殊光照效果的计算.实验表明,通过采用GPU可编程计算,毛发的绘制速度得到了明显提高.方法对中等规模的模型达到了实时的毛发绘制速度,并具有逼真的仿真效果.     

基于多项式纹理的Lengyel毛发实时绘制

针对普通绘制毛发光照效果方法存在的实时性较差的问题,提出一种基于多项式纹理的Lengyel毛发实时绘制方法,将多项式纹理融入Lengyel绘制毛发方法中。在预处理阶段,对毛发模型进行采样,并计算纹元的多项式纹理系数,利用该系数计算不同光照下纹元的亮度信息,通过所得亮度信息确定当前光照下纹元的颜色值,并由内到外对毛发网格层进行融合绘制。实验结果表明,该方法可以满足中等规模物体的实时绘制需求。     

基于层状纹理切片表示法的短毛造型系统

提出了一个真实感短毛的实时绘制与造型系统。该系统采用快速的层状纹理切片技术进行毛发表示,保证了真实感短毛绘制和造型的实时性。在毛发造型方面,系统采用倒伏向量场和长度标量场来控制模型表面短毛的形态变化,并提供了多种造型工具,如梳理、吹风、引力棒、插值、扰动等。利用这些造型工具,用户可以灵活、直观地对短毛形态进行编辑与设计。系统还提供了一个毛发纹理生成器,使用户可以通过设计毛发纹理来对毛发的粗细、疏密和颜色等属性进行整体控制。实验结果表明,本文系统具有较强的短毛造型能力,并具有非常好的可操作性和用户交互性。     

基于GPU真实感毛发绘制

基于毛发的多层纹理表达方法,提出一种毛发实时绘制方法.该方法充分利用图形处理器的绘制功能,不仅能对毛发进行高精度快速的光照计算,而且能够高效地模拟毛发间的自阴影效果以及物体其他部分在毛发上遮挡形成的软影现象,以增强毛发的真实感效果.实验结果表明,该方法能够实时处理中等规模的模型,这对于毛发物体在电影、游戏和虚拟现实等领域的应用具有重要的价值.     

基于样图的木材体纹理绘制方法

传统的体纹理绘制方法采用函数模型定义体纹理空间的颜色,模拟不同的纹理特征需要反复调整与测试相关参数,且在多数情况下不能获得令人满意的结果.以木材体纹理绘制为例,提出了一种基于样图的体纹理绘制新方法.该方法针对木材纹理的结构特点构造样图空间与体纹理空间的几何映射关系,采用木纹样图的像素纹理值定义体纹理空间的颜色.实验结果表明,绘制的纹理不仅较好地模拟了木纹样图中的纹理特征,而且在物体各表面交界处保持连续.由于纹理样图可根据用户需要任意选取,基于样图的体纹理绘制方法显著提高了计算机生成木纹的真实感与多样性.     

基于二维纹理映射的镜面反射加速绘制

针对物体表面镜面反射现象的绘制,提出了一种新的基于二维纹理映射技术的加速算法。将具有镜面反射表达式的Phong模型分解成多个简单的数学函数,预先离散采样计算后作为纹理对象传给显卡。使用OpenGL多重纹理技术,将每个纹理对象放入相应的纹理单元,分别设置其组合函数,将多个纹理的运算组合起来。将三角片顶点坐标及多组纹理坐标传入,从而实现了物体镜面反射现象的实时绘制。实验结果表明,该算法大大提高了绘制的性能。     

基于像素光照计算的硬件加速技术

给出了基于像素光照计算的原理和硬件体系结构;提出了一种基于像素光照计算的设计分析方法及相应的光照计算参数的纹理表示模型;通过凹凸纹理的实时绘制,给出了不同硬件加速模式下的实现结果.     

虚拟原型自由交互和多重纹理绘制在医学仿真中的应用

介绍了一种基于光线跟踪法的多虚拟原型自由交互方法,并通过多重纹理绘制解决交互过程的逼真绘制问题.多重纹理绘制通过存储原型材质标识号,采用切割不同纹理图源文件分别渲染小三角形面片的手段,将不同纹理同时渲染到虚拟原型相应位置,以实现高度真实感的虚拟原型交互过程的实时逼真显示,给出了该方法在虚拟医学手术训练中的应用.     

基于层次多项式纹理的实时草地绘制

根据草的几何结构复杂性和材质的漫反射特性,提出层次多项式纹理(layered polynomial texture,简称LPT)来表示草,可以高效真实地实现这个目标.LPT是一个五维纹理,每一个纹理单元是一组多项式系数,记录分布在多层像素的不同光照方向下亮度的拟合信息,用于在绘制时计算出纹理像素的颜色.把草表示成3个沿已知视线方向的LPT,然后基于Wang Tile的LPT合成方法生成拼图块,再映射到地面上得到草地,从而获得动态光照环境下草地的实时绘制.实验结果表明,LPT的存储量小,运算代价低,而且LPT能推广到树的表示,也可以实现树的动态阴影效果.     

基于SDL和OpenGL实时绘制中文字体

为了能够在三维场景当中实时的将中文字体绘制在指定的位置上,提出了基于SDL和OpenGL跨平台图形库,采用生产者-消费者模型对字符串进行处理的实时绘制方法.优化了中文字体生成纹理图的过程,并控制中文字体纹理坐标,最终能够实时并且正确的显示中文字体.实验结果表明,该方法能够高效地实时绘制出中文字体,而且能够保证中文字体不...     

基于Lengyel方法的动态毛发模拟研究

分析各种基于Lengyel方法模拟动态毛发技术。通过忽略质点-弹簧系统中的剪应力和折叠力,并假定提供位移力的弹簧不发生伸缩,得到一种“质点-刚性杆系统”,把它引入到Lengyel方法中,结合非线性插值计算shell层偏移量的方法来控制各s     

Curling and clumping fur represented by texture layers

Fur is present in most mammals which are common characters in both movies and video-games, and it is important to model and render fur both realistically and quickly. When the objective is real-time performance, fur is usually represented by texture layers (or 3D textures), which limits the dynamic characteristics of fur when compared with methods that use an explicit representation for each fur strand. This paper proposes a method for animating and shaping fur in real-time, adding curling and clumping effects to the existing real-time fur rendering methods on the GPU. Besides fur bending using a mass-spring strand model embedded in the fur texture, we add small scale displacements to layers to represent curls which are suitable for vertex shader implementation, and we also use a fragment shader to compute intra-layer offsets to create fur clumps. With our method, it becomes easy to dynamically add and remove fur curls and clumps, as can be seen in real fur as a result of fur getting wet and drying up.     

实时绘制带斑纹的毛发

提出一种将reaction-diffusion过程纹理与Lengyel的毛发绘制算法相结合，实时生成带有斑纹的毛发的方法。利用vertexshader和pixel shader等硬件扩展功能对Lengyel方法进行了改进，不但提高了绘制速度，而且使得毛发的光照计算更为准确．     

虚拟手术中的模型实时绘制

实时的视觉反馈在虚拟手术中可以加强操作者的沉浸感。该文分析了体绘制和面绘制的优缺点,在系统实时性的要求下,实现了基于立体纹理映射的三维体模型的面绘制。算法在容许实时交互的同时,为操作者提供了真实感较强的视觉反馈。由于文中立体纹理生成及纹理坐标计算的特殊性,对虚拟手术中的拉压变形和切割等操作也能很好地处理。     

半透明三维物体表面光泽真实感实时渲染方法

针对具有半透明特性玉石的真实感渲染问题,提出一种利用高光层、漫反射层、透射层三层光照模型叠加的解决方法。首先对散射层结合漫反射剖面来模拟半透明玉石的次表面散射效果,提出一种可改变漫反射剖面的散射方法,表达不同种类玉石漫反射剖面的特点;然后对透射层利用预计算的本地厚度贴图结合高斯线性和,实现基于表面厚度光的透射效果,再在能量守恒的基础上与基于微平面的高光反射项进行叠加,得到一个基于三层光照模型的真实感半透明材质表现。实验结果表明,所提出的方法能实现不同种类半透明玉石真实感渲染,且在片面数达160万时可保证30帧/秒的实时效率。     

高精度高速度曲面建模的3维地表模拟和漫游算法

三维真实感地形场景是生态系统模拟、虚拟地理环境和三维GIS不可或缺的要素,而高精度高速度曲面建模方法可以动态实时构建高精度曲面模型。论文引入高精度高速度曲面建模方法,提出了一种可以动态生成地表模型并实时绘制和漫游三维真实感地表的方法。该方法实时动态建立高精度DEM,结合改进的视点依赖多分辨率绘制方法,随视点改变动态重建并绘制当前DEM。首先建立当前可见场景的DEM,然后通过依赖于视点的简化等处理建立层次细节模型,进行实时场景绘制和漫游,随视点改变,在当前场景基础上动态加点和减点更新DEM及层次细节模型,生成当前可见场景,以次循环。实例测试表明,算法可产生真实感较强的场景,实时漫游效率较高,模拟精确。