混合软影绘制算法

实时软影映射算法能够使用一张阴影映射图绘制出复杂动态场景的真实的软影效果.结合物体空间和图像空间的算法,提出一种在物体空间中提取面光源轮廓边的方法;然后利用面光源轮廓边的属性,提出一个在图像空间中确定轮廓边像素走向的方法;最后反投影拟合的轮廓边计算最终的几何可见性.实验结果表明,本文算法减少了提取轮廓边的消耗,提高了绘制效率;增加了拟合轮廓边的精度,提高了绘制效果.     

基于GPU的近似软影实时绘制

通过对阴影图算法进行扩展,提出一种完全基于GPU的近似软影实时绘制算法,它是一种3遍算法:第一遍从光源中心计算场景的深度图;第二遍采用几何着色器提取物体的轮廓边,同时在轮廓边上生成新的几何图元,利用硬件自动插值功能向外绘制线性近似半影图,并根据第一遍得到的深度图在像素着色器中对背面轮廓形成的半影区进行剔除;对于重叠的半影区设定片元的伪深度值,利用硬件进行自动融合.第三遍分别查询深度图和半影图,确定场景的本影区以及半影区中像素的亮度,从而得到面光源照射下场景的近似软影效果.     

快速反投影软影绘制算法

针对已有的软阴影映射技术允许在使用一张阴影贴图的条件下对复杂的动态场景实时渲染出比较真实的软影,而在处理大面积软影时算法的执行效率不高的问题,通过创建一种新的边界存储结构,提出了一种快速软影生成算法.该算法是一种3遍算法:第一遍从光源中心计算场景的深度图;第二遍采用边缘提取算子对深度图进行滤波,找到所有可能的边界点;第...     

多层阴影图轮廓边背投软影算法

在场景深度和物体分布复杂时,针对轮廓边背投软影算法中的可见性因子计算存在误差,从而导致过阴影和光渗等绘制瑕疵的问题,提出一种基于掩码的多层阴影图遮挡物轮廓边背投软影算法.该算法通过计算光源掩码的深度复杂函数获得更准确的可见性因子,解决了轮廓边背投软影算法中存在的过阴影问题;将光源掩码计算与多层阴影图结合以解决光渗问题,最终生成更高质量的光滑软影.实验结果表明,在保证绘制效率的前提下,文中算法可以产生更为准确、真实的软影效果.     

深度剥离与GPU结合的近似软影算法

针对基于阴影图算法扩展的一些近似软影算法中存在的只考虑外半影区而导致的本影区过多估计的问题,提出了一种深度剥离与GPU结合的近似软影实时绘制算法。算法利用GPU的几何着色器来提取场景物体的轮廓边并生成内半影和外半影图元,进而得到整个内外半影颜色图和深度图,最终阴影绘制的时候通过参考阴影图和内外半影图来确定每个可见像素的明暗值,从而得到比以往算法较真实的绘制效果,算法完全在GPU中实现。实验结果表明,对相对不复杂的场景,该算法可以生成较真实的软影效果,且绘制帧率完全达到实时。     

基于GPU加速的轮廓毛发绘制技术

在采用层状纹理切片来表达真实感毛发的方法中,模型轮廓处毛发切片的计算与生成需要耗费很多时间,影响绘制效率。针对此问题,提出一种利用图形处理器（GPU）可编程能力的轮廓毛发快速生成技术。该技术通过为顶点设计一种“边信息”的数据结构,将轮廓边的检测及轮廓毛发切片的生成完全转移到了GPU中进行,从而大大加速了轮廓毛发的处理,提高了真实感毛发的绘制效率。     

基于轮廓重心参数调整的Bezier曲线拟合方法

传统的3次Bezier曲线拟合方法在拟合汉字轮廓曲线时,迭代次数多,效率较低.针对拟合的效率,设计了一种基于3次Bezier曲线的汉字曲线轮廓拟合新方法.该方法的核心是简单高效的参数迭代算法.在3次Bezier曲线控制点的求取方法上,采用最小二乘法拟合;在参数的优化问题上,用过型值点重心的直线与拟合曲线间的交点求解参数,迭代优化参数取值.该迭代算法占用资源少,运算量小,计算简便.实验结果表明,针对一般型值点和汉字轮廓特征点的曲线拟合,在相同精度要求下,该算法迭代次数少,收敛速度快,能达到更好的拟合效果.     

高质量快速百分比邻近滤波软影算法

在基于实时绘制的各种应用中,百分比邻近滤波软影算法可以高效地绘制视觉真实的软影效果.针对该算法中存在的3个主要问题,提出一种具有高质量阴影滤波的高效百分比邻近滤波软影算法.首先通过多尺度阴影图数据结构精简搜索区域,提升了遮挡物深度估计的正确性;然后使用基于GPU的线性四叉树遍历算法快速计算遮挡物平均深度,节省了大量的纹理采样开销,大大提高算法效率;最后采用光滑阴影滤波算法,解决了百分比邻近滤波算法中的走样瑕疵.将文中算法集成入多阴影图算法框架可以取得接近物理真实的软影效果.实验结果表明,该算法在效率和阴影质量方面均取得了显著的进步.     

映射相关边概念的多边形内外点判别算法

提出映射相关边、密切边的概念，将点在多边形内外的判别转化为点与密切边关系的判别．通过X方向的一次映射快速求取判别点的相关边，对相关边的二次映射可得到判别点的密切边．证明了根据密切边的矢量方向就可以判别点在多边形内外．在运算效率上对射线法进行改进，当多边形的边数较多时，更能体现文中算法优越性．     

基于边的自适应实时三维跟踪

针对缺乏纹理特征的物体,提出了一种基于边的自适应实时三维跟踪方法。在已知物体三维模型的情况下,通过基于历史运动信息的物体边缘检测与跟踪,可以有效准确地求解出摄像机的外参。基于并扩展了现有的基于边的实时跟踪算法,其主要工作体现在以下三个方面： 1）提出自适应阈值和基于历史信息估计当前帧的运动趋势的方法,从而提高边匹配算法在快速运动时的稳定性;2）提出一种基于随机抽样一致性（RANSAC）的边匹配策略,可以有效剔除误匹配的边,从而提高复杂模型的跟踪稳定性;3）利用抽取轮廓边的算法将边跟踪算法从CAD模型扩展到一般的面片模型。实验结果证明了该方法的鲁棒高效,能够满足增强现实、虚拟装配等应用需求。