树的建模技术研究综述与展望

树的建模技术是计算机图形学近年来研究的热点问题之一.侧重从计算机图形学的研究角度,对树的建模技术分别从基于规则的树建模技术、基于草图的树建模技术、基于图像的树建模技术3个方面进行了总结和综述,介绍了近年来提出的典型的树建模方法及最新研究进展,对其中涉及的关键技术进行了总结分析,给出了这些技术的基本思想、局限性和使用范围,并加以分析比较,最后对树的建模技术的未来研究方向给出展望.     

基于图像的几何建模技术综述

三维建模是计算机图形学与计算机视觉领域研究的重要问题.近年来,基于图像的三维建模技术因其成本低、操作简单、逼真性高等优势,逐渐得到研究者的重视,相关研究成果也被广泛应用于文物数字保护、智能人机交互、数字特效制作、实时监控等领域,具有极其重要的研究意义与实用价值.基于图像的建模研究由单一图像、图像序列或视频中,通过自动或交互的方式,恢复出物体、场景三维模型的方法.而基于图像的建模首先需要解决的核心问题是基于图像的几何建模问题.它主要研究的是如何从图像中恢复出物体或场景的三维几何信息.而该技术领域当前综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素.因此,对基于图像的几何建模技术进行了综述性的分析与讨论.侧重从计算机视觉的角度,按照建模时所使用视觉线索信息的区别,对目前主流的基于图像几何建模方法进行了归类;分别对各类方法进行了基本原理探讨与研究现状介绍,并作了较深入的对比分析与讨论;最后,经过对现有研究工作的分析,对该领域存在的问题作出了总结,并对其未来可能的发展与研究方向给出了一些预测性建议.     

海浪建模与绘制技术综述*

海浪建模和绘制技术成为计算机图形学和虚拟现实领域共同关心的自然现象模拟问题.侧重从计算机图形学的研究角度对海浪建模和绘制技术进行了综述,介绍了近二十年来提出的典型海浪建模和绘制方法及其最新研究进展,给出了这些方法的基本原理并加以分析比较,最后对海浪建模和绘制技术的未来研究给出了一些建议.     

面向对象技术在计算机图形学中的应用

本文采用面向对象技术描述了一个通用的图形模型，同时给出了一个图形软件的对象结构，以此为实例说明了面向对象应用于计算机图形学的建模方法。最后，讨论了面向对象技术对图形软件质量的影响。     

虚拟现实在计算机图形学课程中的实验探索

虚拟现实技术与计算机图形学相辅相成,为使计算机图形学的实验开设更具实际应用意义,该文提出基于VRML、基于三维建模技术和基于Web3D技术的三种VR实现方法,并通过实例分析了该三种方法的应用特点。     

虚拟场景建模关键技术研究

虚拟场景建模技术是虚拟现实技术的基础和核心。目前虚拟场景建模技术主要有三种类型：基于三维几何图形绘制技术、基于图像的绘制技术和基于几何图形混合图像加速的绘制技术。基于图像的绘制技术是计算机图形学的一个研究热点。     

数学建模驱动的“计算机图形学”课堂教学模式改革

计算机图形学是计算机科学与技术、数字媒体技术等高校本科专业的主干核心专业课程。由于涉及较多的数学与算法基础,它一直是困扰计算机科学与技术专业学生的课程之一。本校“计算机图形学”课程组在教学实践中,创造性地将图形学的核心教学内容分解为若干个数学建模问题,然后在授课教师的启发和指导下,学生分组讨论,求解相应的数学建模问题。以数学建模的视角对计算机图形学课程教学模式进行改革,它不仅加深了学生对相关教学内容问题本质的理解,而且使学生以更加积极主动的姿态投入到对图形学的学习与研究之中。     

3D树木建模技术研究进展

3D树木建模一直都是计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实等领域最具有挑战性的研究方向之一,国外学者在该领域做了大量研究工作,但3D树木建模综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素。侧重从计算机视觉的角度,将当前国内外经典的3D树木建模方法分为基于图像,基于规则和基于草图等三类,并跟踪了最新的3D树木建模技术进展,对他们的成果进行了深入剖析,重点阐述3D树木建模关键技术。最后,分析和比较了几种主要的3D树木建模技术,提出轻量化3D树木建模技术是今后虚拟场景中的交互应用的发展趋势。此外,根据当前研究的难点提出了基于单张图像的轻量化混合建模的研究思路。     

基于图像的绘制技术

虚拟现实等技术的发展使得传统的基于几何建模和绘制的方法难以满足实时性的要求,作为实现真实感场景绘制的一种方法,基于图像的绘制技术是计算机图形学一个新的发展方向.经过归纳分析,说明了每种方法的基本思想,实现过程,及其各自的特点和发展方向.与传统基于几何图素的绘制方式相比,基于图像的绘制技术处理速度快,生成的景物真实自然,且绘制速度不依赖于场景的复杂程度.     

肌肉建模：一种基于人体解剖学的建模工具

自图形学创立以来，人体建模已成为计算机图形学的热点研究方向。但由于人体的复杂性，至今仍没有一个完备的人体生物学模型，人体的建模仍是一个充满活力的研究领域。本文采用传统的多层次建模方法进行人体的建模和变形。本文人体模型基于解剖学原理划分为三个层次：骨架，肌肉和     

基于互联网图像集的室外场景建模技术综述

目前在互联网上有海量的室外场景照片,它们不仅内容覆盖面广,对同一场景有大量不同视点和光照条件下的采样,而且获取成本很低.如何利用这些照片中包含的丰富场景信息,快速、方便地构造各种逼真的虚拟场景,是互联网迅猛发展给虚拟现实、计算机图形学和计算机视觉带来的新的研究课题之一.文中分析、总结了近年来国内外互联网图像的真实场景几何建模、自然光照建模和材质反射属性建模的最新研究进展,并对其未来的发展趋势提出了一些看法.     

基于计算思维的“计算机图形学”教学改革路径

“计算机图形学”与多个学科存在交叉情况,借助计算机使用数学算法与编程语言生成图形,可绘制出三维、二维图形。其主要包含四个部分,分别是建模、渲染、动画、人机交互。而计算思维则是指思维活动,基于计算机科学去求解问题、设计系统、理解人类行为,其在“计算机图形学”教学中的运用,也主要从以上几个部分入手。因此,基于计算思维进行“计算机图形学”教学改革具有良好的理论基础,为该课程的教学改革提供了指引,从而可以对教学内容进行优化设计、明确设计要点、打造教学流水线、培养学生的计算思维,进而提升“计算机图形学”教学的实效性。     

Image-based interactive exploration of real-world environments

Interactive scene walkthroughs have long been an important computer graphics application area. More recently, researchers have developed techniques for constructing photorealistic 3D architectural models from real-world images. We present an image-based rendering system that brings us a step closer to a compelling sense of being there. Whereas many previous systems have used still photography and 3D scene modeling, we avoid explicit 3D reconstruction because it tends to be brittle. Our system is not the first to propose interactive video-based tours. We believe, however, that our system is the first to deliver fully interactive, photorealistic image-based tours on a personal computer at or above broadcast video resolutions and frame rates. Moreover, to our knowledge, no other tour provides the same rich set of interactions or visually complex environments.     

Method of Direct Texture Synthesis on Arbitrary Surfaces

A direct texture synthesis method on arbitrary surfaces is proposed in this paper. The idea is to recursively map triangles on surface to texture space until the surface is completely mapped. First, the surface is simplified and a tangential vector field is created over the simplified mesh. Then, mapping process searches for the most optimal texture coordinates in texture sample for each triangle, and the textures of neighboring triangles are blended on the mesh. All synthesized texture triangles are compressed to an atlas. Finally, the simplified mesh is subdivided to approach the initial surface. The algorithm has several advantages over former methods: it synthesizes texture on surface without local parameterization; it does not need partitioning surface to patches; and it does not need a particular texture sample. The results demonstrate that the new algorithm is applicable to a wide variety of texture samples and any triangulated surfaces.     

虚实结合虚拟战场场景生成技术研究

阐述了虚实结合构建虚拟战场场景的基本思想,将虚景和实景相结合,对于需要操纵和改变外观轮廓形状的目标视景采用虚景即基于几何模型的方法建模,对于环境视景采用实景即基于图像（IBR）的方法建模,并对这两种模型进行图像合成,实现的场景既具有很好的真实感,又具有很好的实时性和可操纵性。实现了一个图像和几何模型相结合的虚拟战场视景系统,介绍了系统的结构、目标视景三维模型生成、环境视景的生成及虚拟场景图像生成与显示等关键技术。     

气象景观的真实感模拟技术综述

气象景观的真实感模拟是计算机图形学中研究的热点和难点之一．综述了近年来在气象景观的真实感建模与绘制技术方面取得的最新研究进展;介绍了这些方法的基本原理,并对其进行分析和比较;最后对气象景观建模和绘制技术的未来提出了一些建议．     

Rendering deformable surface reflectance fields

Animation of photorealistic computer graphics models is an important goal for many applications. Image-based modeling has emerged as a promising approach to capture and visualize real-world objects. Animating image-based models, however, is still a largely unsolved problem. In this paper, we extend a popular image-based representation called surface reflectance field to animate and render deformable real-world objects under arbitrary illumination. Deforming the surface reflectance field is achieved by modifying the underlying impostor geometry. We augment the impostor by a local parameterization that allows the correct evaluation of acquired reflectance images, preserving the original light model on the deformed surface. We present a deferred shading scheme to handle the increased amount of data involved in shading the deformable surface reflectance field. We show animations of various objects that were acquired with 3D photography.     

基于图像表达复杂物体的方法研究

在虚拟现实应用中,传统的建模方法是用图形建模的方法对每一个物体进行建模。在场景中,往往有很多物体是非常复杂甚至难以建模的。为了使建模工作简化并同时保证逼真度,提出一种基于图像表达复杂物体的方法。可以对某个复杂物体拍摄或制作多张对应不同视点方向的图像,并且在程序中用图的数据结构管理。在漫游浏览时,再根据摄像机的当前位置确定显示对应视点方向的图像。这种方法既可保证场景的逼真度,同时又使场景得到简化,使系统的运行速度得到提高。     

基于手绘输入理解的智能3D几何建模系统

近年来,图形学领域已经开发了大量的3D建模和可视化工具,但是这些工具的界面往往过于复杂,制约了设计人员的创造性工作,也进一步限制了这些工具为普遍用户所使用。事实上,理想的3D建模工具应该提供给用户以尽可能自然、简单的操作,例如基于电子笔的草图输入,而且随着移动设备的发展,也使之成为图形学中更有前景的研究方向。文章论述了当前支持手绘的建模技术的研究现状,并提出了一个更加智能化的多模块建模体系,突出了交互技术、智能理解和高质量的可视化输出技术的结合;而且针对手绘输入的不明确性,着重分析了图形数据的基于特性的语义描述,提出了智能的逻辑推理模型,并进一步描述了下一代融合自然输入、逻辑推理与虚拟显示于一体的智能图形建模系统的实现。预测了人工智能技术与CA D技术的结合将是未来图形学领域发展的主要方向之一。