SVG的3D实现

针对SVG在3D图形的描述与绘制上存在局限性的问题,提出了一种SVG的3D实现方法;详细介绍了SVG的2D坐标系到3D坐标系的转换原理,给出了转换到3D坐标系后的SVG-3D图形的绘制与操控流程,并以在3D场景中绘制一个正立方体和圆球体为例,介绍了在HTML页面中采用JavaScript创建3D场景和绘制与操控这2个图形的实现。     

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。     

植物叶片表面质感建模与真实感绘制研究进展

植物表观的真实感建模是计算机图形学领域的重要研究内容,叶子作为植物最重要的器官,尤其受到广泛的关注。近年来,随着计算机硬件技术和图形算法的快速发展以及对植物叶子生理机理研究的不断深入,植物叶片表观质感建模和真实感绘制的研究取得了很多成果。植物叶片表面光学特性的采集与建模技术是其中的研究热点和难点。从植物叶片真实感质感模型的定义出发,介绍了近年来国内外在植物叶片表面质感建模和真实感绘制方面取得的最新研究进展,并给出详细的分析和总结。最后对该领域研究存在的问题和未来发展方向提出了一些看法。     

一种动态场景下运动对象分割新算法

视频运动对象分割是计算机视觉和视频处理的基本问题。在摄像机存在全局运动的动态场景下,准确分割运动对象依然是难点和热点问题。本文提出一种基于全局运动补偿和核密度检测的动态场景下视频运动对象分割算法。首先,提出匹配加权的全局运动估计补偿算法,消除动态场景下背景运动对运动对象分割的影响;其次,采用非参数核密度估计方法分别估计各像素属于前景与背景的概率密度,通过比较属于前景和属于背景的概率及形态学处理得到运动对象分割结果。实验结果证明,该方法实现简单,有效地提高了动态场景下运动对象分割的准确性。     

卫星运行三维场景及星下点轨迹可视化研究

应用可视化技术构造卫星运行的虚拟场景,实时显示卫星运行状态及星下点轨迹,可为卫星轨道设计、卫星运行状态监控及卫星应用提供直观的分析和指导。通过对卫星轨道计算方法、几何建模、虚拟场景装配及虚拟场景驱动方法研究,本文开发了卫星运行三维场景及星下点轨迹可视化软件。本文详细给出了地球模型、卫星模型的建模及由此模型组装卫星运行场景的方法,卫星轨道计算及星下点轨迹可视化方法。该软件可实时模拟卫星在太空中的运行场景,给出卫星的即时经纬度坐标及星下点位置坐标。该软件已在实践中得到应用。     

高温混合障碍空间中的移动机器人路径规划

为了解决高温场景中移动机器人全局路径规划所面临的安全与效率问题,提出高温热源虚拟障碍的定义,建立混合障碍空间模型,将高温场景中的路径规划问题转化为高温混合障碍空间中考虑路径温度代价和长度代价的多目标优化问题. 改进NSGA-Ⅱ算法,通过选取优秀非可行解扩展种群,提高了种群多样性和进化效率,提出新的交叉和变异概率计算方法. 根据种群进化进程和个体代价函数值调整概率,实现了种群前期搜索能力和后期收敛性的平衡. 仿真所得的最优路径结果表明,该改进算法的路径长度代价虽然比原算法和其他改进算法略有增加,但温度代价大幅降低,更有效地避免了陷入局部最优.     

基于多速度元胞自动机的海洋平台人员疏散

为了研究海洋平台人员疏散过程,定量评估疏散方案的合理性,基于元胞自动机模型开发适用于海洋平台人员逃生疏散的仿真系统,提出在离散模型中精确考虑多种人员速度的方法. 使用真实海洋平台疏散实验数据校核模型参数,并对比商业软件maritimeEXODUS的计算结果,验证仿真系统的可行性. 从疏散时间和出口使用效率对无烟和有烟场景下的人员疏散结果进行对比和量化分析,并提出优化方案. 结果表明：有烟环境不仅折减人员移动速度,延长疏散时间,更会影响人员的路径选择,导致疏散不平衡.     

预测帧编码中基于场景信息的宏块模式跳过算法*

在对场景信息进行分析的基础上,提出了H.264/AVC中预测帧的一种快速算法.对于未发生场景切换的预测帧,采用INTRA模式跳过算法(IMSA),跳过该帧中所有的INTRA模式的决策过程.对于发生场景切换的预测帧,跳过INTER模式的决策过程(PMSA).仿真结果显示,与采用完整的率失真优化(RDO)决策过程相比,未发生场景切换时,所提方法能减少30%～60%的编码时间;发生场景切换时,能减少60%～70%的编码时间,并且未导致明显的图像质量下降和码率的增加.     

Feature-Adaptive Rendering of Loop Subdivision Surfaces on Modern GPUs

We present a novel approach for real-time rendering Loop subdivision surfaces on modern graphics hardware. Our algorithm evaluates both positions and normals accurately, thus providing the true Loop subdivision surface. The core idea is to recursively refine irregular patches using a GPU compute kernel. All generated regular patches are then directly evaluated and rendered using tile hardware tessellation unit. Our approach handles triangular control meshes of arbitrary topologies and incorporates common subdivision surface features such as semi-sharp creases and hierarchical edits. While surface rendering is accurate up to machine precision, we also enforce a consistent bitwise evaluation of positions and normals at patch boundaries. This is particularly useful in the context of displacement mapping which strictly requires inatching surface normals. Furthermore, we incorporate efficient level-of-detail rendering where subdivision depth and tessellation density can be adjusted on-the-fly. Overall, our algorithm provides high-quality results at real-time frame rates, thus being ideally suited to interactive rendering applications such as video games or authoring tools.     

Scalable Realistic Rendering with Many‐Light Methods

Recent years have seen increasing attention and significant progress in many‐light rendering, a class of methods for efficient computation of global illumination. The many‐light formulation offers a unified mathematical framework for the problem reducing the full lighting transport simulation to the calculation of the direct illumination from many virtual light sources. These methods are unrivaled in their scalability: they are able to produce plausible images in a fraction of a second but also converge to the full solution over time. In this state‐of‐the‐art report, we give an easy‐to‐follow, introductory tutorial of the many‐light theory; provide a comprehensive, unified survey of the topic with a comparison of the main algorithms; discuss limitations regarding materials and light transport phenomena and present a vision to motivate and guide future research. We will cover both the fundamental concepts as well as improvements, extensions and applications of many‐light rendering.