一种纹理映射新技术的应用研究

传统纹理映射所使用的照片是在特定光照条件下获取的，在虚拟环境中纹理缺少随虚拟光照条件动态变化的真实感。通过分析物体表面细节产生的机理，描述了BRDF和BTF的概念和理论方法，探讨了一种适用于漫反射物体表面细节动态重构的纹理映射新方法，这种方法通过多项式模型合成BTFs图像，可以使映射后的纹理在不同虚拟光照条件下呈现动态变化的效果。     

基于Lambert-Phong模型的图像盲取证方法

由于现有的图像盲取证方法中所使用的光照模型不能有效地表征物体表面的实际光照效果,提出Lambert-Phong光照模型。该模型同时考虑光照的漫反射和镜面反射,利用该光照模型对无限光源模式下的图像进行蓄意修改检测。实验结果表明,Lambert-Phong光照模型能较准确地计算出图像中不同目标的光照方向,有效地判别出图像是否经过蓄意修改。     

室内环境下基于R-CNN的光照自适应物体检测

物体检测是工作于室内环境的移动机器人必须解决的问题。物体检测受到环境动态变化的影响,其中尤以光照变化的影响最为明显。分析室内环境中光照变化特点,研究如何通过提取图像空间特征快速识别环境中光照状况,并以光照识别结果控制物体检测模式切换,在不同光照状态下,自适应地选择使用图像传感器或者激光传感器数据,结合深度学习的特征选择能力,保证物体检测性能。机器人运行时,首先通过提取图像在CIEXYZ空间Y分量上的统计特征,并结合一些其他特征,实现快速地对图像拍摄时所处环境的光照状态进行估计;在光照适中的情况下,利用R-CNN算法结合移动机器人特点,实现在图像空间下的快速物体检测;在光照不足或过强时,先把三维激光传感器获取的点云转换成深度图像,再利用R-CNN算法实现物体检测。实验结果表明了所提出算法的有效性。     

Phong明暗处理方法的探讨与改进

明暗处理是图形真实感处理的重要内容。物体明暗效果的模拟以光照模型为数学基础,通过不同算法模拟光照射在物体上的反射,透射等效果。文章以Phong局部光照模型为基础,分别用Gouraud方法和Phong方法实现了正方体单点光源光照模型,分析对比了两种方法的缺陷,在此基础上提出了P－G方法,成功模拟了多边形内部的高光并使光强度变化层次均匀。     

实时全局重光照算法

提出了一个实时全局重光照算法．算法利用重建的几何模型和沿不同光照方向的预采样图像恢复材料的反射属性，通过这些属性得到了面片在不同采样图像上的间接光照和环境光照．并用低价基函数将它们拟合．重光照绘制时，将恢复的材料属性应用于光照明模型计算出直接光照分量问接光照和环境光照分量由低阶基函数获得．物体表面细节则通过求解表面法向和材料属性的扰动量重建.实验结果表明，算法有效地重建了全局光照明效果和表面细节，生成的阴影边缘清晰，且绘制速度迭到实时．     

纹理物体表面反射参数的恢复

物体表面反射参数的恢复是新兴的逆向绘制技术的核心问题，提出一种恢复物体表面BRDF模型参数的方法，假定物体表面的BRDF模型可以近似分解为漫射纹理和整体不变的镜面反射分量，则每一点的反射参数可以用Phong模型来近似计算，首先选取物体表面的一片区域，利用该区域在不同视点光照条件下采样的几幅图像，计算得到该区域的平均镜面反射分量，作为整个物体表面的镜面反射分量，然后据此从物体表面各点的采样中分离出漫射分量，计算各点的漫反射参数，得到近似的BRDF模型，实验数据表明算法是有效的。     

基于图像的光照

基于图像的光照技术是利用现实世界的光照图像来照明现实的或计算机生成的场景及物体的一种方法。介绍了基于图像光照的基本方法和步骤，在LightWave 3D图形软件中建立三维物体模型，加入高动态范围图像作为场景照明环境，通过光通量与高动态范围图像的结合，获得了逼真的光照及环境映射图像。     

体绘制中显示隐含分界面的一种方法及其实现

在普通的体光照模型下,使用直接体绘制显示对象内部的隐含分界面(内部不同介质之间的分界面),需要改变传递函数,确定体素的颜色值和不透明度.虽然能够看到对象内部的结构,但是在这种模型下,要透过物体的表面清晰地看到其内部的隐含分界面是不可能的.这一方面是由于普通体光照模型中的粒子不具有选择透光性,即不能透过波长在一定范围内的可见光而吸收另一部分波长不同的可见光,只能同等地吸收各种波长的光;另一方面是因为普通体光照模型缺乏表面信息部分.该算法使用一种具有选择透光性的体光照模型,在这种模型中加入表面散射部分,这一部分与视线、光源位置无关,同时采用非真实感绘制技术来加大隐含分界面的显示效果.在这种光照模型下,可以清晰地显示出隐含分界面具体的细节部分.     

基于OpenGL的光照处理技术及实现

光照处理是增强图形真实感最重要的组成部分,包括光照模型的选择和明暗处理.通过研究影响物体表面反射光的相关因素,提出了真实感图形绘制中如何进行模拟光照计算和明暗插值计算的问题.在分析和研究OpenGL图形库下实现光照效果的改善,并系统地阐述了利用OpenGL函数在VC 环境下实现光照图形的基本过程和方法.最后在计算机设备上实例绘制了不同光照处理方法下的对比图形,显示出了真实感光照的效果,同时具有一定的使用指导意义.     

从单幅高动态范围图像恢复环境中物体的材质

提出一种从单幅高动态范围图像恢复一般环境中物体材质的方法,适用于单一材质物体,对物体形状和光照条件没有任何特殊要求.在一般光照环境中,获取被考察物体的一幅高动态范围图像以及用来近似物体光照的一个或几个高动态范围环境映照,然后用模拟退火算法求解逆向绘制问题.在求解过程中采用了基于图像的光照和光线跟踪技术,充分考虑了物体自身互反射的影响.最后得到了物体表面反射模型的最优参数.若与基于图像的建模技术相结合,可以根据真实物体的照片建立真实感模型.     

基于曲面模型的IGES前后置处理器的设计

符合ＩＧＥＳ标准的曲面模型的输入和输出是大多数ＣＡＤ系统必备的数据接口之一,本文设计了一种基于裁剪ＮＵＲＢＳ曲面片的ＩＧＥＳ曲面模型的前后置处理器,并 详细讨论了Ｂｒｅｐ表示的实体模型和曲面模型的相互转换,在曲央模型到实体模型转换中使用了基于ｏｐｅｎ ｅｄｇｅ结构的曲面拓扑信息重建技术。     

面向服装设计的人体建模及人体参数化*

利用人体曲面重构法构建人体参数化模型,并对人体参数化模型进行参数化变形。人体曲面重建分为预处理和曲面生成两个步骤。预处理包括坐标调整、特征识别,然后利用人体切片技术和曲面光顺技术得到人体曲面和人体参数化模型。对参数化人体模型施加尺寸变形和插值变形两种参数化变形手段,得到个性化人体和系列化人体,从而为服装设计提供很好的模型支撑。     

形状模型在混合建模环境中的映射研究

混合建模技术是ＣＡＤ研究继承参数化特征建模技术之后的又一研究热点,线框,曲面和实体模型３种模型间的转换是混合建模技术的核心,本文介绍了：１）实体模型到线框和曲面模型的映射;（２）线框模型到实体模型的映射,３）曲面框型到实体模型的映射,为混合建模技术做了一些有益的探讨,并将模型映射算法成功地应用于ＩＧＥＳ和ＳＴＥＰ的前后置处理器的设计中,取得了满意的结果。     

曲面重构中点云数据的区域分割研究

在曲面重构中，由于实际的曲面模型往往含有多个曲面几何特征，即由多张曲面组成，如果对使用激光法测量的“点云”数据直接进行拟合，将会造成曲面模型的数学表示和拟合算法处理的难度加大，甚至无法用较简单的数学表达式描述曲面模型，因此针对该问题，提出了一种基于数据点曲率变化的区域分割方法，即先对每一条扫描线上的数据点求取曲率值，然后将其中曲率值变化较大的点提取出来作为边界点，当边界确定后，再将云点数据分割成多个区域，由于每个区域一般具有较简单的几何特征，因此可用简单的数学模型来描述，并可重构单张曲面。该算法不仅原理简单、易于理解和编程，而且能提高曲面模型重构效率。     

波-流作用引起海面雷达后向散射系数扰动的数值分析模型

在深入分析波-流作用方程、海面雷达后向散射模型的基础上,建立了波-流作用产生的海面雷达后向散射系数扰动模型,并进行了与Alpers模型的对比数值试验,并对两模型的试验结果吻合度给出了统计分析。结果表明,模型计算的海面非均匀流场引起的雷达后向散射系数扰动与Alpers模型的结果相当一致,可以作为研究雷达对海面非均匀流场效应探测能力的一个数值分析模型进行应用。     

真实感水力侵蚀地形建模与绘制

水力侵蚀地表是现实生活及虚拟场景中常见的一种自然现象。为研究水力对地表 的侵蚀现象,提出一种采用光滑粒子流体动力学(SPH)模拟流体对地形表面的湿润以及侵蚀过程 的真实感仿真模型。通过对自然界中真实溅蚀现象进行合理简化描述,建立一种包含 3 个阶段 的地形水力溅蚀模型：首先,利用弹丸冲击平板靶材变形模型模拟水流冲击地表变形效果;其 次,构建基于达西定律的水流渗透量计算方法以确保地表吸水与水分扩散的真实性;最后,提 出将地表湿润度因素对地表侵蚀的影响考虑在内的新型计算模型,实现与冲蚀相融合模拟积水 继续运动对地表冲蚀作用。实验结果表明,该模型能够真实地模拟出不同方向的水流对地表的 侵蚀效果以及侵蚀过程中地表吸水与湿润扩散现象。     

Improvement of energy model based on cubic interpolation curve

In CAGD and CG,energy model is often used to control the curves and surfaces shape.In curve/surface modeling,we can get fair curve/surface by minimizing the energy of curve/surface.However,our research indicates that in some cases we can’t get fair curves/surface using the current energy model.So an improved energy model is presented in this paper.Examples are also included to show that fair curves can be obtained using the improved energy model.     

由物体线框模型构建表面模型研究综述

三维重建过程中线框模型往往作为中间模型出现,由于线框模型的二义性以及过 于简单的信息制约了它的应用,通常都要将其转换为表面模型或实体模型。该文主要围绕三维 重建中线框模型的表面构建问题,分析其中所面临的难点。根据三维重建源对象的不同,对直 接从线框模型提取特征构建表面模型、面向线框模型从单幅线图构建表面模型以及基于多面投 影图构建表面模型三个方面,综述了当前对线框模型进行表面构建的方法。在此基础上指出研 究中尚存在的问题并展望未来的发展趋势。     

网格模型的局部编辑算法

提出一种新的网格模型局部编辑算法，该算法可以精确地控制变形区域的大小、边界和变形点的位移，克服了FFD及其改进算法的缺点．首先交互地定义一个附着在模型表面的控制网格；然后建立模型变形区域与控制网格间点的映射，再依据变形要求来编辑控制网格；最后根据映射关系反算出模型变形区域点的新位置．控制网格可以是参数曲面的控制网格，也可采用一般三角网格或预先定义的网格模板．为达到精确变形的目的，对模型与控制网格重叠的区域进行自适应细分．该算法计算简便、易于实现，并能达到很好的效果．     

基于D-TIN剖分的三维人脑表面模型重建算法*

为解决人脑表面结构特征建模中CT以及MRI等二维图像显示所带来的信息遗漏、观察不便等缺陷,提出了基于D-TIN（Delaunay TIN）剖分的三维人脑表面模型建模策略。针对实体模型分层切片数据,以离散拟合思想为算法依据,采用Delaunay不规则三角网剖分技术,动态构建模型表面控制点之间的拓扑关系,以此生成三维人脑表面模型;进而结合OpenGL可视化工具,对模型进行可视化渲染,最终得到满足医学需要的三维人脑实体模型。该模型直观、清晰、全面地再现了人脑的表面结构,对脑部病变的认知、手术指导以及认知神经科学