一个新的基于3D纹理映射及Shear-warp变换的快速体绘制方法

介绍了一个新的基于纹理映射及Shear-warp变换的快速体绘制方法。所提出的方法吸收了纹理映射方法的长处，通过纹理硬件的加速，并在纹理装载时提出了可适应性的纹理分割方法，使该算法不受纹理内存的限制。在进行纹理映射时，通过剪切（Shear）变换和三维图象的分割，加快给制速度。与多种经典的快速体绘制方法进行测试比较，该方法达到了交互的效果和更高的绘制速度。     

一个新的基于3D纹理映射及Shear—werp变换的快速体绘制方法

介绍了一个新的基于纹理映射及Ｓｈｅａｒ－ｗａｒｐ变换的快速体绘制方法。所提出的方法吸收了纹理映射方法的长处，通过纹理硬件的加速，并在纹理装载时提出了可适应性的纹理分割方法，使该算法不受纹理内存的限制。在进行纹理映射时，通过剪切（Ｓｈｅａｒ）变换和三维图象的分割，加快绘制速度。与多种经典的快速体绘制方法进行测试比较，该方法达到了交互的效果和更高的绘制速度。     

CT序列图像分割的实现及分割结果的重建

主要采用模糊边缘增强算法与B样条蛇线算法结合的方法实现CT图象中某些组织器官二维上的分割，并采用体绘制对分割后的序列图像进行三维重建。图像二维切片和三维重建的结果表明该方法的效果良好。程序作为基于Java的医学图像分析系统的子功能使用。     

数控加工仿真中换视向问题的研究

一、引言 使用计算机模拟数控加工过程，完成对ＮＣ程序和加工方法正确性的检验，具有很大的实用价值，是ＣＡＤ／ＣＡＭ领域重要的研究方向。目前加工过程仿真主要是基于图像空间的Ｚ－Ｂｕｆｆｅｒ算法，把实体按图像空间的像素离散，转换为视空间的一组线段，利用刀具扫描体切割线段组，通过图形显示来诊断ＮＣ错误。该算法对加工过程中一些不必要的因素尽量摒弃，具有较快的仿真速度，可以达到实时性要求。但由于该方法只考虑了一维方向的实体属性，不能提供多向的观察，其使用受到限制，而在多轴加工条件下，多观察方向或换视向问题是…     

基于二值体金字塔数据结构的自适应快速体绘制方法

直接体绘制技术无需拟合中间几何图元直接绘制体数据,由于绘制图像质量高,该技术倍受青睐。但是,因为直接体绘制需要遍历整个数据场,绘制速度慢,在绘制大规模数据场时,速度已经成为应用该项技术的一大瓶颈。为此,提出一种基于二值体金字塔数据结构的自适应快速体绘制方法,该方法可以在不降低图像质量的情况下,加快图像绘制速度。     

基于GPU的大规模地形数据绘制算法

针对大规模地形数据绘制中,对绘制过程快速、生成图像清晰准确的要求,从地形数据的组织、实时绘制时LOD选取标准、层次过渡优化、视锥体裁减等地形可视化的几个关键技术层面着手,提出合理的解决方案。生成的结果表明,该方法能够充分利用GPU进行绘制,可以适用于大规模地形数据绘制。     

基于PC的医学图像体绘制方法研究与仿真

体绘制技术是一种能够准确反映体数据内部信息的可视化技术。本文主要介绍了一种改进的体绘制算法，即首先对三维医学图像施加模糊增强，然后对增强后的图像进行模糊阈值分割，从而可以清晰地对三维数据场进行分类，即边界区与非边界区。对边界区与非边界区分别进行绘制。在PC机上进行仿真的结果表明，此方法既能提高绘制的速度，又能保证绘制质量。     

交互式实时虚拟内窥镜系统的关键技术

在分析虚拟内窥镜和体数据可视化方法的基础上，提出了一种基于透视投影体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法，在微机平台上实现的基于体绘制的虚拟内窥镜系统，验证了该算法的实时性和所生成图像的质量。     

大规模战场电磁环境并行体绘制技术研究

提出了一种基于PC集群的大规模三维战场电磁环境并行绘制方法。该方法采用直接体绘制的三维体数据可视化方法;利用空间八叉树对电磁绘制区间进行空间分割,并采用先序遍历八叉树叶节点的方式进行任务分配;采用Binary-swap算法对各PC节点的生成图像逐次进行全屏幕深度合成。实验表明,该方法能够较好满足大规模战场电磁环境实时可视化的要求。     

一种用于视点图像绘制的光线空间插值方法

光线空间表示是实现实时复杂场景自由视点视频的有效方法。提出了基于特征点检测的快速光线空间插值方法,首先采用自适应阈值提取光线空间片或图像域的特征点,然后结合遮挡问题采用相关性准则匹配特征点,根据匹配的特征点将光线空间分割成不同对象区域并进行插值,以实现快速任意视点图像绘制。实验结果表明,该方法能快速插值光线空间数据,生成的光线空间数据信噪比高、绘制的任意视点图像的主客观质量也较高。     

基于GPU的烟雾数据体面混合绘制技术研究

研究烟雾等大规模体数据在虚拟场景中实时可视化的技术是一种新的体面混合绘制技术,在灾害现象仿真中有着重要的应用。在处理体面混合绘制时,已有的绘制算法难以实时地处理体数据的遮挡和裁剪,并在内窥绘制中出现片元空洞。针对以上问题,提出一种基于GPU的体面混合绘制算法,将体数据视为参与介质,同时将面绘制的结果作为体绘制的积分域约束条件,从而把面绘制中的裁减算法推广到体数据的绘制中,实现了体面混合绘制的无缝融合。仿真结果表明算法能够实时地绘制虚拟场景中的大规模体数据,并且能够处理复杂的内窥效果。     

可扩展的实时自然景物模拟算法

针对传统的粒子系统实时仿真存在只能针对单一自然景物模拟、计算耗时、图像不真实、算法复杂等问题,提出了一种基于粒子系统和图形处理器（GPU）加速通用可扩展的自然景物模拟算法。在该算法中,粒子的物理运动计算过程和渲染阶段完全由CPU转移至GPU,可以增加粒子数量和提高渲染速度;同时,在渲染过程中,可以较好地利用硬件支持的粒子图技术来改善渲染中粒子的外表,选择不同纹理,从而能够较方便地模拟不同的自然景物。最后,在GPU上实现了雪花、喷泉、烟花、瀑布等模拟,算法充分利用了GPU的多通道并行处理性和可编程性,提高了自然景物模拟的实时性,可运用于虚拟现实系统。     

基于波环粒子的实时水波仿真方法

为了降低水波模拟过程中的计算成本并提高其扩散现象的逼真度，提出一种基于波环粒子包的实时二维平面水波仿真方法。该方法采用波环粒子为基本计算单元，粒子内部继承“波包”的概念，使用多个频段水波叠加的方式再现水波视觉效果。在计算水波反射过程时，通过添加镜像波源的形式减少碰撞计算，避免复杂几何判定。为适应不同硬件的计算性能差异，该方法提供额外的计算精度参数，可针对不同硬件计算能力调节水波反射计算复杂度。实验结果表明，该方法可使用较少的粒子模拟出较为真实的水波运动，且避免了碰撞反射后水波断裂的问题。在相同硬件平台上的性能测试显示，所提波环仿真方法的渲染帧率比传统波包算法高出至少60%，在一些水波状态特别复杂的情况下可达到400%以上的加速效果。     

二维彩色图像的蜡笔画风格实现

提出了一种基于2D图像的蜡笔画风格自动生成算法,通过分析真实蜡笔画纹理的结构特征和艺术特点,抽象出蜡笔画的简单模型,探索地利用了噪声纹理方法,结合图像自身轮廓信息,分别完成了图像色彩区域和轮廓区域的蜡笔画风格渲染,并在YIQ颜色空间运用FLIC算法生成了笔触的走势纹理,使最终产生的结果非常相似于手绘效果,从而实现了计算机辅助生成蜡笔画风格的目的。     

面向移动终端的三维模型简化与碰撞检测方法研究

移动终端三维场景的绘制与漫游由于其庞大的模型数据量和复杂的外观形态使得实现清晰的场景快速绘制十分困难。为了加快模型的绘制,提出了一种面向移动终端的三维模型的简化与碰撞检测方法,以优化绘制过程。该方法通过二次测量误差半边折叠算法来简化三维模型,并利用八叉树技术对不能显示在屏幕中的场景进行剔除,从而实现三维场景的快速读取、组织和绘制。针对移动设备的屏幕尺寸以及计算能力等限制,实现了适用于移动平台的碰撞检测算法,减少了计算量。实验结果表明,该方法能有效地简化模型,并提高绘制效率,同时减少碰撞检测的计算时间,因而可应用于三维场景的快速逼真绘制。     

新的蜡笔画风格生成方法

对真实蜡笔画的艺术特征和纹理结构分析,模拟了蜡笔画的颜色、纹理特点,提出了一种基于彩色图像的蜡笔画风格自动生成算法,实现了基于区域的均值漂移对输入图像迭代运算,完成了图像的色彩风格转换。在此基础上,提出了多噪声纹理模拟方法,分别实现了对图像色彩区域和轮廓区域的纹理模拟与添加,生成蜡笔画风格,从而达到计算机辅助生成蜡笔画的目的。该算法生成的结果图和手绘效果非常相似,适合教育、漫画插图和娱乐等领域的应用。     

基于Shear-warp的交互式海量数据场体绘制算法

提出了基于min-max Octree快速分类Shear-warp的交互式海量数据场体绘制算法.主要包括根据海量数据的特征,快速读入数据以及设计适当的不透明度传递函数;建立Summed-Area表与min-max Octree数据结构,并对体数据进行快速分类,然后,利用分类的结果进行快速体绘制.实验证明该方法不仅效率高,而且显示效果好.     

An epitrochoidal pocket—A new canned cycle for CNC milling machines

A machining strategy for milling a particular set of pockets with epitrochoidal boundary is proposed. The method is suitable to be integrated into the controller of a CNC milling machine and is particularly useful for machining chambers of rotary internal combustion engines (Wankel), rotary piston pumps and generally epitrochoidal-shaped housings. Motion generation is achieved by an algorithm which utilizes real-time CNC interpolation providing the highest possible accuracy, of which the milling machine is capable. The surface quality is controlled by applying roughing and finishing passes. The whole machining task can be programmed in a single block of the part program. Finally, the effectiveness of the proposed method is verified by simulation tests of the generated tool path.     

森林场景的钢笔风格化实时绘制技术*

在大型复杂场景绘制关键技术研究项目中,通过把复杂场景绘制与调度技术,如Slicing、MMI、层次图像缓存和基本布告板等大场景实时加速绘制技术的多层次绘制方法,融合到非真实感绘制技术中,以提高系统面对复杂场景的实时绘制能力。最后实现了对森林等大型场景的钢笔画绘制,借助非真实感绘制技术中基于图像空间的生成方法,利用各种不同大小及形状的笔画实现了艺术化森林场景实时交互绘制。提出了植物多层次钢笔风格化渲染算法。     

一种应用GA的墨扩散效果仿真新方法

对中国水墨画进行仿真研究是非照片真实感绘制领域的一个具有挑战性的课题。通过分析中国水墨画作画工具特性及水墨笔迹扩散的机制,提出一种基于遗传算法的水墨画墨扩散仿真方法,用以实现墨扩散艺术效果。该方法借鉴种群个体,二进制编码,基因变异等遗传算法基本概念,完成输入笔迹仿真模型的构建,并提出多级明考夫斯基距离-变异率映射表,使得种群个体自适应产生基因变异率,从而自动完成笔迹的墨扩散模拟。而且归纳出群体规模,纸元纤维门限等模型控制参数,通过参数的任意设定,用户可以得到丰富多样的扩散效果;为了增强扩散效果的真实感,从宣纸的物理特性进行分析建模,利用Ashikhmin纹理合成算法和高斯分布函数分别模拟了宣纸的宏观结构纹理和微观纤维随机特性,并应用霓红处理和图像分割等方法将两种特性整合统一,得到了更加逼真的仿真结果。实验结果表明,该方法较成功地模拟了中国水墨画的典型效果。