精确排序的四面体体数据快速可视化

采用投影四面体法进行可视化时需要对所有四面体进行排序,而四面体的不规则性和较强的依赖性导致并行排序的难度很大,为此提出一种精确排序的并行化算法.该算法在排序阶段逐层并行提取互不遮挡的四面体,并在绘制阶段采用区域求和表、提前终止等技术直接减少处理的四面体个数,再将四面体数据集进行有序投影得到最终的绘制结果.实验结果表明,采用文中算法的GPU实现比基于CPU的精确排序快91％;对于大尺度数据集(大于百万个四面体),提前终止的算法使绘制效率提高10％以上.     

基于快速自适应多路排序的四面体可视化

投影四面体法是可视化不规则四面体体数据的主流方法之一,其中需要逐帧对所有四面体按照其距离视点远近进行排序,因此排序算法的效率非常重要.针对已有方法只是简单地在GPU上实现排序的并行化,提升空间有限的问题,提出一种面向四面体重心排序的快速自适应多路算法,并在GPU上予以实现.该算法充分利用了四面体体数据疏密变化平缓、空间连贯性强的特点,并利用预计算的分布表自适应生成深度区间,使得各区间负载均衡,独立排序.实验结果证明,与其他GPU方法相比,文中算法将排序所占时间比例从超过24％下降到12％,并将绘制帧率提高了11％.     

基于体元投影的一种非规则数据场体绘制方法

随着科学计算可视化的发展及其在实践中的应用,非规则数据场的可视化已成为当前的研究热点之一。由于非规则场中样点的大小、形状和分布是不一致的,在成像时面临更多的困难。常用的方法有光线投射法,单元投影法,以及单元投影与光线投射相结合等算法。吸取了上述算法的优点,同时利用非规则数据场的一些特性,采用了一些加速措施来加速绘制。通过实验验证,可以达到比较理想的效果。     

基于深度的光线投影体绘制算法

针对特征信息抽取,在传统光线投影体绘制过程中引入深度参数,提出了一种基于深度的体绘制算法.通过深度及角度交互,指导特征信息及其上下文信息的绘制.该算法将采样点深度转换成相应深度强度值,按给定方法与已知透明度值合成,得到新透明度值.在此基础上再进行颜色值合成,生成图像.给出了结果,分析了采用算法前后的效果.     

三维地震数据场的快速体绘制方法

在纹理和体元投影绘制方法的基础上,提出了适用于地震勘探数据的等值体素投影体绘制方法(IVP)。该方法对图形硬件的依赖程度较小,可以在微机上实现．其绘制速度基本上达到了交互的要求,绘制时间仅是光线投射算法的1／16～1／8,但生成的图像要模糊一些,能够满足地震勘探数据解释对图像质量的要求。     

图形硬件辅助的快速数据场体绘制方法

本文以规则数据场的体绘制过程进行了讨论，在此基础上给出一种图形硬件辅助的体绘制方法，该方法通过ＧＯｐｅｎＧＬ提供的函数和接口，利用高性能图形工作站ＳＧＩ的硬件支持快速实现规则数据场的体绘制。本文给出实现方法以及实验结果。     

并行分布式体绘制算法的设计

体绘制是一种需要大量计算资源和内存资源的可视化任务，本文提出一种并行分布式体绘制算法，对绘制任务进行适当剖分，使用连网的工作站进行计算，有效地加快了图形绘制速度。     

大坝地震反应数据场快速体绘制算法

为了弥补传统体绘制静止画面时，不能明确判断场值集中部位的不足，提出了一种快速体绘制算法，针对大坝地震反应有限元计算数据场，根据每个单元法线与视线夹角最小的表面来选择剖切方向，将单元剖切成多个四边形面后进行颜色融合和叠加，大大提高了体绘制速度，实现了动态观察体绘制图，从而清楚地分析场值集中部位。     

基于虚拟机的并行体绘制

介绍了一种基于并行虚拟机结构的体绘制算法.该算法以切片为单位来划分和组织体数据,既 降低了通信代价,也保证了各子任务的数据局部性.在任务分配时,维护并使用性能指数数据 库,自适应式地确定各个子任务,实现了负载平衡.使用一种异步二分方法,所有局部图像可以 在O(logn)时间内完成合并.针对可视化算法在虚拟机环境中的并行化实现,自行设 计并实现了一个基于TCP/IP和Socket标准开发平台.所提出的算法利用该平台而实现,系统采 用客户/服务器结构.对系统在任务规模、虚拟机规模方     

基于可见性选择体元的投影成像体绘制方法

基于可见性避免了对不可见体元的合成操作,是提高体绘制速度的有效方法.为此提出了一种方法,根据体元基于体元面的相邻性及累积非透明度没有饱和的像素来挑选体元进行处理.这使得投影成像方法能有效地避免处理不可见体元.该方法不仅适用于平行投影和透视投影的成像运算,而且能处理各种规则场和非规则场.     

基于相关性的快速体绘制研究

光线投射法是三维直接体绘制算法中的一种最基本方法,但简单的光线投射算法存在采样效率低和绘制速度慢的缺点。本文充分利用对象空间与图像空间的各种相关性,利用 对象空间中数据场的相关性,对采样点处的均匀性区域采用正方体进行度量,并以此来确定采样步长,在射线方向上采用自适应的采样方式,避免在采样点周围均匀性区域中中重复地进行采样,大大地提高了三维数据场的绘制速度。     

基于投影网格的全球多分辨率地形绘制

提出一种基于投影网格的全球多分辨率地形绘制算法。利用投影网格剖分球面,快速完成视域内球面的非均匀网格化。对地形数据分层组织、分块存储,通过可视区域计算,实现高效率的地形数据装载和更新。由于每帧网格数量保持基本不变,确保了稳定的帧率。实验结果表明该算法在全球三维地形实时绘制上能取得较好的视觉效果,计算量小、具有较高的效率。     

具有剪切的矢量压缩立体绘制算法

利用矢量压缩的方法进行立体绘制,一个不足是根据码本生成的Pixmap图无法应用于立体投影中的每一点,为了克服这些缺点,提出了具有Shear Warp的矢量化算法,它充分发挥了矢量量化的压缩比,以及不需要解压即可直接进行体绘制的优点,有效地利用了具有Shear Warp的体绘制方法的快速和适合立体投影的优点,克服了基于矢量量化的绘制方法的不足,几乎能够达到实时的交互绘制,是一种基于网络的绘制模式。     

基于Slicing的快速有限元网格体绘制算法

在Incremental Slicing算法的基础上,针对有限元网格的特点,提出了一种适合于多种有限元单元类型的快速体绘制方法,由于采用硬件加速的多边形ＲＧＢＡ填充方法混合显示数据场与几何体的外表面,优化了切面多边形的形成算法,并对于小单元进行了特殊处理,大大提高了有限元网格体绘制的速度与质量。     

八叉树编码体数据的快速体绘制算法

提出一种基于并行投影Shear-Warp分解的射线模板快速RayCasting体绘制算法．体数据采用有效的八叉树存储和表达方案．八叉树的适应性均一化分级策略使得算法在简化了不必要的处理过程的同时,为构建用于RayCasting算法的射线模板和后续的交叉计算提供了有力的应用基础．针对体绘制中八叉树编码体数据构造基本的交叉运算如节点单元定位、区域定能和邻接节点单元搜索的需要,相应地提出了,简单而且有效的方法．这些方法是非递归的,在减少比较运算的同时不需要构建中间结果列表,进而减少了对内存的占用和避免了繁重的交叉计算．所提出的体绘制算法能在标准PC平台下快速实现超大型数据集的处理和高质量的人体内部结构图像的绘制．     

Fast Visualization of Object Contours by Non-Photorealistic Volume Rendering

In this paper we present a fast visualization technique for volumetric data, which is based on a recent non-photorealistic rendering technique. Our new approach enables alternative insights into 3D data sets (compared to traditional approaches such as direct volume rendering or iso-surface rendering). Object contours, which usually are characterized by locally high gradient values, are visualized regardless of their density values. Cumbersome tuning of transfer functions, as usually needed for setting up DVR views is avoided. Instead, a small number of parameters is available to adjust the non-photorealistic display. Based on the magnitude of local gradient information as well as on the angle between viewing direction and gradient vector, data values are mapped to visual properties (color, opacity), which then are combined to form the rendered image (MIP is proposed as the default compositing stragtegy here). Due to the fast implementation of this alternative rendering approach, it is possible to interactively investigate the 3D data, and quickly learn about internal structures. Several further extensions of our new approach, such as level lines are also presented in this paper.     

基于多视图绘制的体视重现

通过使用规则照相机几何获取的空间透视体生成时极平面图,用计算全息与图像处理技术产生一个全息立体图。在计算全息中采用了基于衍射的光栅条纹生成方法,将视场分为连续的8个区域,每个区域由一个空间频率不同的基本条纹衍射生成,然后用全息条纹实现简单景物具有视差的3D体视重现。     

基于稀疏矩阵的并行体绘制算法

直接体绘制是三维数据可视化的重要方法。在实际应用中体数据规模庞大,如何降低计算工作量以获得更高的绘制速度是一个亟待解决的问题。文章针对该问题提出了一种运行于集群系统之上的基于稀疏矩阵的并行Splatting体绘制算法,该算法利用稀疏矩阵对体数据结构进行优化,通过实验获得了令人满意的结果。     

医学图像大体数据快速体绘制算法研究

为了在保证绘制质量的前提下有效提高大的医学体数据的绘制速度,提出了一种快速的体绘制算法。该算法将大的体数据分割成等大小的数据块,然后通过对每一数据块进行空白数据块的空间跳跃、提前数据块截止和提前光线截止的可见性测试来加快体绘制的速度,最后使用体绘制预积分来提高体绘制的图像质量。实验结果表明,对大的体数据,可以在不损失图像质量的前提下,实现快速的绘制。