光源与物体色显现关系的仿真技术探讨

本文提出一种“利用原色漂移量调整法”确定当物体光谱反射率未知时光源与物体色显色关系。 利用该关系，通过微机真彩色数字图象技术对光环境进行仿真模拟。     

裁剪曲面的三角化及图形显示

结合自主版权的超人ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的开发，本文提出了一种适合于裁剪曲面图形显示的曲面三角化算法，该算法将曲面的三角化转化为曲面参数域的三角化，并将二维图形的集合运算与Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分应有和于曲面参数域边界的处理，从而使裁剪曲面在边界上的三角形分布均匀。     

Accelerating Refractive Rendering of Transparent Objects

In this paper, a technique is proposed for the rendering of transparent objects interactively using the method of refractive rendering. In the proposed technique, the refractive rendering algorithm is performed in two stages, namely the pre‐computation stage and the shading stage. In the pre‐computation stage, ray‐traced information, including directions and positions of rays, are generated by a ray tracing process and are stored in a set of ray lists. In the shading stage, these data are retrieved from the ray lists for computing the shading of an object. Using the proposed technique, photorealistic image of transparent objects and gemstones with various cuttings, material properties, lighting and background can be rendered interactively. By combining the refractive rendering technique with conventional shading techniques, jewelry and crystal designs can be rendered at a much higher speed comparing with conventional ray tracing techniques.     

Ray-cast volume rendering accelerated by incremental trilinear interpolation and cell templates

Two related ideas for improving the speed of ray-cast volume rendering are studied in this paper. The first is an incremental algorithm for trilinear interpolation, a method commonly used in ray-cast volume rendering to calculate sample values. The incremental algorithm can expedite trilinear interpolation when many samples along a ray are located in one cell. The second is an efficient hybrid volume rendering restricted to parallel projection. In the preprocessing stage, acell template is created to store the information used by the incremental trilinear interpolation. When a cell is parallel projected, the information is retrieved from the template to compute the cell contribution. Because the algorithm with only one template may cause aliasing, an antialiasing technique exploiting multiple cell templates is proposed. With our method, ray-cast volume rendering can be accelerated considerably.     

基于VTK三维地震数据体绘制系统框架

针对地震数据信息量大的特点,文中提出了一种针对三维地震数据体绘制系统的框架。解决的方法是将数据处理、用户交互、渲染绘制分离成三个模块,并且设计了层次结构来保持模块之间的独立性,便于各个模块的修改、更换和扩展,提高了可视化绘制系统快速开发的灵活性。基于三维可视化开发工具包VTK,设计并编程实现了一个地震数据体绘制系统界面。通过实验结果证明,此体绘制方案是可行的、有效的。     

三维标量场并行等值面提取与绘制技术

通过研究并行等值面提取与绘制的各项关键技术要点,面向三维标量场的特点,在sort-last并行绘制模式的基础上提出一个三维标量场并行等值面提取与绘制框架.该框架在任务分配时采用静态分配的模式,在等值面提取时采用Marching Tetrahedra等值面提取算法,在并行绘制与场景合成时采用预先构建绘制节点控制模型的混合场景并行绘制合成算法.实验结果表明,该框架能够有效地提高大规模时变三维标量场的等值面提取与绘制效率,满足实际应用的需要.     

多分辨率点状地标实时渲染研究

大规模点状地标的高性能实时渲染是地理信息系统和计算机图形技术面临的一项具有挑战性的难题。采用多分辨率的技术是解决上述问题的有效方法,其本质是通过动态控制显示的规模获得最佳的显示效果和性能。根据不同层次分辨率的点状地标的空间分布特点,提出一种基于空间分割和视点高度的显示规模控制方法,推导了帧时间计算公式,由此确定最佳空间分割尺寸。通过两个不同层次点状地标的空间分割和性能测试,给出了最佳空间分割尺寸,验证了基于空间分割的多分辨率点状地标渲染方法的正确性和有效性。     

MC算法在医学图像三维重建中的应用

详细介绍了MC算法,提出了优化网格模型简化算法。优化网格模型简化算法选取坐标点的原则是,尽可能地接近原始网格,通常采用子集选择法或优化选择法。在尽可能保证图像精度的前提下,优化网格模型简化算法可以提高运算速度,而单纯的网格算法由于失真严重而缺乏实用价值。基于体绘制的网格化简化算法重建的三维模型比较完全,且算法简单,在多排螺旋CT等医学图像三维重建中有较好的应用。     

火焰动画快速模拟的新方法

针对火焰动画难以快速建模和绘制的问题,提出了完全利用GPU过程化生成火焰动画的高效算法。先用建模工具在预处理阶段构建一个由平面正方形组成的三维模型,在绘制阶段通过GPU编程对这些方形进行Billboard方式的变换,并用一些简单公式对他们的运动方式、大小和颜色来用过程化方式进行控制,最后通过alpha混合得到最终结果。算法完全在GPU里实现,能满足实时的绘制要求。     

3DGIS环境下雨雪天气实时仿真

3D GIS最重要的特征之一就是虚拟现实表现,其本质是可视化技术与GIS数据库的整合,以满足各种应用如生态农业、灾害预测等方面的需求。以GIS数据库的环境数据和气象数据为基础,通过对雨雪的效果模拟,将GIS气象数据以实时的可视化形式逼真地表现出来。实验方法采用粒子系统,对单个点元赋予利用Photoshop制作的大面积纹理,这样采用的粒子数减少到普通粒子系统的十分之一,渲染速度为普通粒子系统的十倍以上,以较小的系统资源消耗达到了更加实时逼真的效果,对雪的动态堆积和雨水地面效果采用GPU加速3维渲染,原型系统同时能接受用户对实验环境如粒子纹理、雨雪量的设置。提出根据气象数据进行天气模拟的自适应策略,从而更加适应实际应用需要。