细节高度复杂表面模型的视点相关渐进传输

针对细节高度复杂模型的特点,提出一种视点相关的渐进传输方法.根据人的视觉特征,算法将模型表示为多分辨率的四边形参数面片和表面法向细节纹理.该算法利用法向映射提高传输和绘制的效率,然后随着视点的变化动态细化和传输当前视点下轮廓部分的参数面片信息,从而最大限度地减少了模型传输时面片的数量.参数面片的结构规则,面片之间关联性低,因此能够按任意顺序高效地传输,从而实现真正的视点相关传输,并可以采用有效的编码方法对其结构和几何信息进行压缩.实验结果表明了该算法的有效性,特别适合于表面细节复杂的表面模型的交互传输和绘制.     

三维模型骨架的矫正

对复杂的三维模型进行骨架提取时，目前用各种骨架提取方法得到的骨架均可能产生偏离中心位置和冗余分支的失误情况．为此，提出一种骨架矫正方法，以改正骨架中的这些质量问题．在基于距离场提取骨架后，该方法对骨架的各个关节点进行如下的考察：以关节点为中心，向四周均匀发出辐射线与模型边界相交得到辐射线段，统计这些线段长度的分布以探知该关节点是否位于中心位置．对于偏离中心位置的关节点,使它向中心位置偏移，并修改相应的骨架分支，从而实现骨架的自动矫正．实验表明，新方法能很好地矫正三维骨架，且矫正速度很快，一般不超过骨架抽取时间的2％．     

基于形状特征与变形保持的动态模型简化

提出了一种基于形状特征与变形区域保持的动态表面多分辨率模型生成方法.该方法使用了基于形状特征的二次误差度量来计算边折叠代价,可以较好的保持模型表面特征.在计算整个变形动画中累加的边折叠代价时,加入相邻帧之间的变形程度信息,以保持变形程度较大区域的细节特征.最后基于整体的边折叠顺序,对每一帧模型进行细微的调整,以得到视觉失真最小的简化网格.文中方法的效率较高,易于实现,并且可以在变形网格的任意帧上生成高质量的、保持良好细节特征的简化模型.     

基于有效裁剪被遮挡单元的非规则数据场体绘制算法

提出了一种被遮挡单元的裁剪算法,以加速非规则数据场的体绘制过程。在基于一组平行切割平面的体绘制方法上,新算法通过对图像不透明度缓冲区中的值进行求平均操作,并将所计算的结果存储在一个与不透明度缓冲区间同样大小的平均不透明度缓冲区中,使得只需根据每一数据单元重心投影点在平均不透明度缓冲区中的值,就可得到此数据单元的可见性,从而有效裁剪掉被遮挡单元,降低需处理的数据量,加速体绘制过程。     

一种基于物理的雨打树枝动态仿真方法

提出了一种应用物理学原理的树枝和雨滴交互作用的真实感动态仿真技术.树枝和叶柄被描述为一种方便由4种弹簧控制的三棱柱弹簧模型(extended three-prism spring model,简称ETPSM).树枝、树叶的运动源于树枝系统与雨滴相互之间能量的双向转换.二者之间的交互作用可以通过一种高效的技术很好地模拟.该技术被专门设计用来模拟液体在具有亲水性的非刚体表面上运动.当雨滴撞击树枝后,树枝会发生震动与转动;雨滴会沿着树叶表面流动,合并成一个更大的雨滴或者悬挂在叶片边缘;当雨滴从树叶边缘落下后,树枝会弹起并恢复到原来的位置.实验结果表明,该技术能够高效、真实地仿真雨滴撞击树枝系统后的相互作用效果,同时可以简单而有效地模拟杆状物体在外力作用下的弹性形变,诸如旋转、震动等.     

一遍完成的平衡布点外存模型简化算法

现存的自适应采样的外存模型简化算法均需要多次读取原模型，算法效率较低。该文给出一种仅仅需要读取原模型一遍的自适应顶点聚类算法－平衡布点算法（Balanced Tilling,BT），用于外存模型简化。其关键思想在于通过表面编码记录模型表面，通过对原模型的二次量化（quadric quantization）得到原模型上的细节分布。该算法可以定位出所有类型的细节区域，而其它一些算法只能定位细节边。细节区域将被进一步细化，而平滑区域将被进一步简化。该算法大大减少了输入输出时间，尤其适合处理超大规模模型。内存需求很小，只与输出模型规模有关。     

多视点成像的多边形模板法

该文提出一种对场景进行多视点成像的方法。该方法首先为场景中的多边形生成多边形模板，一个多边形模板，包括一条轮廓路径和一组纹条，而一个纹条是平行成像画的一个平面与多边形相交的直线段。由于纹条相对于不同视点的透视投影的变化是线性的，因此，绘制多边形时可以基于模板逐个纹条地处理，而不必按照传统的扫描转换方法逐个点地处理，绘制速度可以提高很多。同时，与视点无关的光照和纹理可以预先计算并保存在模板中，以便在成像时利用基于图像绘制的技术来生成高质量的图像。该方法中，视点可以放置在三维空间的任意位置，并且在场景漫游时可以根据视点位置自动地实现多分辨率绘制。     

采用非均匀纹理层的短毛实时绘制

提出一种采用非均匀纹理层来实时绘制真实感短毛的方法,通过混合绘制多层次半透明纹理层来表示物体表面的毛发效果,根据视点位置以及物体表面各部位毛发形态的不同,自适应地采用不同的层数来表示物体各部位的毛发.这种非均匀层数的方式可以在保证绘制质量的情况下尽量减少绘制的面片数,从而加快绘制速度.该方法对中等规模的模型达到了实时的处理速度,并可以有效地表现物体表面的局部性长毛或倒伏毛发等各式毛发形态.     

一种纹理特征分析与合成的方法

针对纹理合成中基本的 MRF 类模型在大尺度结构表达上的缺陷,提出了在纹理模式空间和素材空间内对纹元及其分布的新的描述框架:使用纹元基本形和特征向量表示纹元,使用特征纹理表示纹元分布状况.在此结构上进行素材合成,可以保留 MRF 类模型在素材合成上的优势.实验结果表明,对于结构性较强的纹理,文中方法可以得到更加接近纹理机制的合成结果和某些纹理合成特效.     

基于圆盘近似的动态场景柔和阴影实时绘制

采用圆盘对物体表面进行近似,对每个圆盘形成的遮挡使用椭圆遮挡域表示,预计算过程中根据每个椭圆遮挡域参数进行采样并用球面调和系数表示,同时将其转换为对数,对采样数据采用主元分析方法进行压缩;在绘制的过程中,根据圆盘的法线、半径以及和阴影接收点之间的相对位置确定其椭圆遮挡域的值,然后采用球面调和指数算法进行累积.该方法将圆盘近似算法和球面调和指数算法相结合,能够灵活地描述柔性物体以及较薄的物体形成的柔和阴影.