基于Wang Tiles的几何纹理合成

提出了一种基于Wang Tiles的几何纹理合成方法来在不同物体表面上即时地生成几何纹理.首先根据给定的几何纹理预计算出一组Wang Tiles,然后用这组Wang Tiles在不同的目标物体上即时生成新的几何纹理.尽管基于Wang Tiles的方法已经应用于图像纹理,但由于几何纹理采用了与图像纹理完全不同的表示方式,因此需要用完全不同的方法来处理.采用了基于约束的几何纹理合成技术自动生成几何纹理Wang Tiles,从而保证了生成的几何纹理Wang Tiles在所有排列下都能保持其几何连续性.与现有的方法相比,生成的几何纹理Wang Tiles可以重用到不同的目标物体上,同时占用的存储空间及计算量更小,速度更快.     

半透明物体漫散射效果的实时绘制与材质编辑

半透明物体透明效果的真实感绘制是近年来研究的热点,提出一种针对半透明物体漫散射效果的实时真实感绘制与材质动态编辑方法--基于双向表面散射反射率函数(BSSRDF)的Dipole近似.通过主元分析将Dipole近似中的漫散射材质甬数分解为与形状相关甬数和与半透明材质相关函数的乘积形式;利用该分解表示,在预辐射传输的实时真实感绘制框架下,通过对散射传输的预计算来实现在多种光源环境下对半透明物体材质的实时编辑.此外,还提出一种对预计算辐射传输数据在空域上进行二次小波压缩的方法,利用表面点在空间分布位置的相关性,在保证绘制质量的前提下,大大压缩了数据,提升了绘制效率.实验结果表明,文中方法可以生成具有高度真实感的半透明效果并保证实时的绘制速度.     

基于物理的海浪场景的真实感建模与绘制

提出一种基于物理的海浪场景的真实感建模与绘制算法.基于平滑粒子流体动力学模型.首先提出一种压力状态方程以取代传统的理想气体状态方程,从而在保证系统稳定性的同时,最大程度地保证液体的体积守恒;为了实现对水面浪花飞溅和泡沫的模拟,提出自适应的表面张力模型,通过制定3类流体粒子状态的转化规则,实现了飞溅粒子和主水体之间的无缝连接;并采用GPU图形硬件加速技术大大地提高了整个过程计算效率.最终绘制出海浪行进、翻卷、破碎及拍岸等真实感较强的动态效果.     

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．     

基于预测控制的手臂运动估计

交互信息的获取是决定分布式虚拟现实系统沉浸感和真实感好坏的关键因素,通过对交互者手臂位置的跟踪,可以提供更加直观和谐的人机交互模式,为了跟踪手臂的运动轨迹,提出一种基于模糊预测控制理论的手臂运动估计算法——FPC-AME,通过提取来自2个同步摄像机的实时图像中交互者腕部和肘部的标识环信息,对手臂位置进行预测和估计,实现形象化的六自由度手臂导航．实验结果表明,在环境光照基本稳定的条件下,文中算法可以生成稳定、精确的手臂位置信息,相关研究对虚拟环境下的沉浸式交互具有较高的理论意义和实用价值．     

基于图像序列的交互式快速建模系统

给出了一个基于图像序列的交互式三维建模系统.通过输入一段未标定的图像或视频序列,系统能够自动地恢复出摄像机参数;然后用户只需要在少量几帧图像上简单勾画出物体的形态结构,系统就能自动解析出多帧之间用户交互的对应关系,从而迅速、逼真地重建出场景的三维模型.该系统提供了点与线段的重建、直线与平面的重建、曲线与曲面的重建等功能,能够满足对现实世界中的复杂场景的快速高精度的重建要求.几组真实拍摄的图像序列的建模实验表明:该系统高效、实用.能够很好地满足实际建模需求.     

基于时空全局优化的视频修复

提出一种基于样本的视频修复算法,将视频修复问题看作是嵌入到时空视频体中的一个三维图的离散的全局优化问题,可有效地修复视频中较大破损的区域.首先建立待修复视频的马尔科夫随机场(MRF),然后设置新的目标函数,将修复问题转化为马尔科夫随机场的多标号问题,使待修复区域与其周围区域在颜色的相似性和运动的相似性保持一致性.进而提出了灵巧置信传播求解算法,有效求解此目标函数,大大降低了标准置信传播算法的时空复杂度.还提出了与视觉相关的像素权值的概念,使得算法能更好地按照视觉合理性计算时空块的相似度.对复杂动态场修复结果实验表明,较现有算法,文中算法能更好地修复出显著结构和运动信息.     

基于组织结构的纺织品各向异性建模方法

纺织面料的物理仿真将虚拟现实与纺织CAD相结合,是虚拟服装与试衣系统研究的一项关键技术,纺织品建模也是纺织品真实感模拟的基础及关键工作.在基于物理的粒子系统的基础上,提出各向异性的建模方式.根据织物面料的不同组织方式进行分析,对其进行经纬方向的分离建模.仿真过程分为初始过程的刚性物体模拟和接近平衡时的柔性物质模拟两大步骤.为了在产生逼真表现效果的同时兼顾计算复杂性,构模时引入多分辨率模型.     

拼音文本驱动的任意嘴唇曲线的动画生成

口型的变化是人脸动画中的重要组成部分.为了能够简单、形象地研究口型曲线动画,定义了一种新的口型LAP模型,用28个LAP控制口型形状,并用Cardinal曲线进行绘制,得到了很逼真的口型效果.提出将已测定的拼音基本视位的标准LAP值应用到不同嘴唇上的自适应动画方法.首先计算出"单位LAP参数值";再根据任意指定的嘴唇的宽度、高度和突出度,计算出适合该嘴唇所有视位的每个LAP;最后以任意拼音文本驱动该嘴唇,生成连续动画.在动画实现过程中,采用插值来实现口型与口型之间的连续过渡,同时考虑前一口型对后续口型的影响,以达到连续、光滑的视觉效果.     

土壤中红外光谱库支持下的局部建模集优化

土壤中红外（MIR）光谱能快速、无污染、低成本地估算土壤有机碳等理化属性。随着各种尺度土壤光谱库的建立,使用其进行快速土壤分析引起广泛关注,但光谱库的通用模型在局部尺度上的预测效果不理想。开发“局部化”光谱建模方法是提高土壤光谱库性能的有效途径。本文提出了一种新的方法,通过光谱相似度计算和建模子集构建,旨在从库中快速建立最优局部建模集以提高预测精度。比较了欧氏、马氏、余弦三种距离算法衡量待测样本与库样本之间的相似度并生成距离矩阵;使用连续统去除法从距离矩阵中提取库容曲线中的特征点。利用偏最小二乘回归建立土壤MIR光谱与有机碳含量间的定量关系。结果表明,三种距离算法结合连续统去除得到的第一特征点均可得到较佳的预测精度。马氏距离不仅模型精度最高（R² = 0.764,RMSE = 1.021%）而且用到的库样本数最少（14%库容）。本方法可改善MIR光谱分析的成本效率并能提高局部尺度的预测能力。