面向船舶航行训练的大范围地形建模

大规模地形场景的实时绘制在虚拟现实、地理信息系统、战场仿真等领域 有着广泛的应用。为满足船舶模拟训练系统中视景仿真的需求,对大规模地形场景的建模与 实时绘制技术进行了研究。首先对比了几类常用数据插值方法,采用数据融合的方式对DEM 数据进行了插值。通过结合模拟训练的实际,提出了一种基于可见性判断的地形剔除方法, 通过放射状搜索,判断当前点是否遮挡,进而对被遮挡点进行剔除处理,可以有效减少地形 建模中无关面片,提高绘制速率。利用Google Earth 获取地形纹理,使用Terri Vista 构建三维 地形,实现了地形的三维建模。试验表明提出的方法可实现大规模地形场景的高效逼真绘制。     

真实感图形绘制技术研究

随着虚拟现实技术的发展,对各种图形绘制技术提出了越来越高的要求。好的图形绘制技术是虚拟现实、动态仿真、实时可视化、高品质动画等越来越多的图像、图形应用技术的实现基础。本文主要介绍了基于图像的绘制技术、基于点的绘制技术,以及基于图形与图像的混合绘制技术在原理和应用。     

一种面向移动终端实时交互的点模型绘制方法

移动终端是虚拟环境中的一类重要交互载体.由于移动终端的计算、存储、显示范围、带宽和能量有限,如何在虚拟环境中基于移动终端进行三维模型的高效实时交互是研究中的一个重要问题.文中从移动终端的特点出发,采用远程绘制模式和点模型,提出一种可实时交互的传输与绘制方法.首先在服务器端基于移动最小二乘法和移动终端的显示分辨率对点模型简化算法进行了改进,随后基于操作者的兴趣域、对虚拟环境中对象的兴趣度和绘制误差等给出了节省移动终端能耗的点模型层次选取和QoS传输控制策略,最后在移动终端上对点模型完成实时绘制和交互.实验结果表明所述方法的有效性。     

基于图象的实时绘制技术

随着计算机技术的发展，对虚拟场景的真实感程度提出了越来越高的要求．基于 图象实时绘制技术是实现对虚拟场景建模和实时绘制的新的有效方法,可以克服传统的基于 几何绘制方式中建立真实模型的困难和实时绘制计算量大的缺陷．本文对目前出现的各种基 于图象的实时绘制方法进行分类介绍和综述．     

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.     

一种点面混合的复杂三维模型加速绘制方法

在主流个人计算机硬件条件下,为加速百万以上三角面片构成的复杂稠密几何模型的绘制速度,综合基于几何的建模与绘制方法GBMR和基于点的建模与绘制方法PBMR的优点,提出了一种同时使用三角面片和点作为基本单元进行对象建模与绘制的点面混合方法．在预处理阶段,对模型表面进行网格分割,存储子块三角面片和顶点点云数据,同时对顶点点云按顶点重要度排序并序列化为线性结构．在实时绘制阶段,进行视相关的裁剪和背面剔除,不同子块按视点距离分别由三角形或点进行绘制．以上过程充分利用图形处理单元GPU,实现了基于GPU的点面混合的对象连续多分辨率绘制,有效地提高了复杂模型的绘制效率．     

视相关大规模三维地形实时绘制技术综述

大规模三维地形表面实时绘制一直是国内外的研究热点.综述了大规模三维地形表面实时绘制算法的分类,包括基于规则网格和非规则网格、基于in-core和out-of-core、基于CPU和GPU的三大类绘制算法;阐述了大规模三维地形表面实时绘制算法的发展现状和关键技术,通过out-of-core算法的数据预取策略解决大数据量模型的交互式渲染问题,采用视点相关的多分辨率技术简化整个场景的复杂度,减少绘制的数据量;指出了各种方法的优点与不足,最后对大规模三维地形表面实时绘制所需要研究的问题进行了总结.     

基于图象的绘制技术

基于图象绘制技术是实现对虚拟场景建模和实时绘制的新的有效方法,可以克服传统的基于几何绘制方式中建立起初模型的困难和实时绘制计算在的缺陷。本文介绍和分析目前图象绘制技术的一些主要方法,并提出改进途径。     

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。     

基于NI-DAQ的高采样实时数据绘制方法与实现

飞行试验实时监控中,颤振等高采样数据通常采用时间历程曲线绘制的方式进行分析与故障判断,这对数据绘制的实时性、准确性以及曲线绘制长度等都提出了较高的要求;文章在对NI PCI-6713板卡的模拟输出功能进行详细讨论和比较验证的基础上,对基于NI-DAQ的曲线绘制进行了算法研究和软件设计,实现了在监控客户端的16路高采样数据实时曲线绘制与打印;经试验验证,采用该方法绘制的高采样数据曲线准确可靠,满足监控要求,能有效保障飞行试验的正常进行.     

实时三维图形平台BH_GRAPH

BH_GRAPH是一个面向视景仿真类应用系统开发人员、支持实时三维图形开发与运行的基础软件平台．它提供可扩展的软件体系结构、标准化的场景管理机制、高效率的场景处理方法、方便易用的应用程序接口,为三维图形应用系统的快速开发、高效运行提供完整的技术支撑．BH_GRAPH主要由三维视景绘制引擎、三维对象建模工具、三维场景布置工具以及一系列关键技术构成．概要介绍了BH—GRAPH各主要组成部分的软件结构、基本功能和技术特点．     

跨平台高质量二维图形库设计与实现

为使图形应用程序在具备高质量图形绘制能力的同时拥有在多种系统平台上运行的跨平台能力,提出并实现了一个在多种平台下接口统一、绘制快速、绘制效果优良的高质量二维图形库,以用于支撑当前跨平台图形应用系统的开发.首先根据电子地图绘制的具体需要,在分析多种现有图形库的优点与不足之后,从图形库外部接口设计到内部实现原理介绍如何构建一个具备跨平台能力的高质量二维图形库,最后通过与GDI、GDI+对比的方式对图形库绘制效果与效率进行验证.     

一种高度并行的多任务并行绘制系统结构

随着计算机图形技术的实用化，需要构造更逼真、更精细的三维复杂场景，其数据规模日益膨胀，加上对场景的实时交互的要求也越来越高，人们对多屏幕高分辨率显示的需求与日俱增，迫切需要一种针对大规模复杂场景的多任务并行图形绘制系统。本文介绍了一种适用于大规模复杂场景的高度并行的多任务多屏幕并行图形绘制系统的体系结构，支持图形任务的并行化处理和多屏幕显示。该系统结构将几何计算任务与图形绘制任务相分离，分剐进行并行化处理，在计算节点按绘制对象类型对任务进行分类以便于并行计算和任务分配，在绘制节点对各个小块屏幕图形进行并行合成。实验测试结果表明，该系统结构对多任务具有较好的并行效率和可扩展性，能够充分利用系统的并行计算资源，达到较好的绘制效果。     

DPGL： The Direct3D9-based Parallel Graphics Library for Multi-display Environment

The emergence of high performance 3D graphics cards has opened the way to PC clusters for high performance multi- display environment.In order to exploit the rendering ability of PC clusters,we should design appropriate parallel rendering algorithms and parallel graphics library interfaces.Due to the rapid development of Direct3D,we bring forward DPGL,the Direct3D9-based parallel graphics library in D3DPR parallel rendering system,which implements Direct3D9 interfaces to support existing Direct3D9 application parallelization with no modification.Based on the parallelism analysis of Direct3D9 rendering pipeline,we briefly introduce D3DPR parallel rendering system.DPGL is the fundamental component of D3DPR.After presenting DPGL three layers architecture, we discuss the rendering resource interception and management.Finally,we describe the design and implementation of DPGL in detail, including rendering command interception layer,rendering command interpretation layer and rendering resource parallelization layer.     

立体可视化——新兴的灵境技术

立体可视化是９０年出现的可视化及计算机图形学的一个重要领域。立体可视化质变计算机图形学带来了一场革命,并在其众多的应用领域中取得了突破性进展,不仅容易实现图形演示的虚拟真实性（灵境）,而且可以将视野深入至复杂物体的内部世界,文语文介绍立体可视化技术的原理,立体数据的生成,处理及演示。     

图形硬件加速的实时水面绘制

实时生成具有真实感效果的水面是计算机图形学中的研究热点和难点之一。文章介绍了一个利用可编程图形硬件来实现水面实时生成和绘制的系统,绘制过程主要分两个方面:水面的建模和水面光照效果的实现。通过基于空间域的快速傅立叶变换技术来实现水面的建模,通过凹凸纹理贴图和投影纹理技术来实现水面的反射、折射和菲涅耳等水面光照效果。绘制过程主要在图形处理器中实现,从而保证了算法的实时性。在现有的PC机和可编程图形硬件加速卡上能达到每秒30帧以上的绘制速度。     

基于保留模式并行绘制的图形对象分布策略

保留模式并行图形系统在并行性能上有着巨大的潜力。透明、高效的图形对象分布是保留模式并行图形系统的基础。该文提出了一种完整的策略，包括通用的图形对象定义、透明的对象创建和自动一致性维护机制、状态缓存、延时更新、基于消息应答的图像同步输出。该策略实现了自动、高效的图形对象分布，并在高性能集群并行图形系统MSPR中得到了验证。     

真实感图形渲染算法的研究与实现

真实感图形是一种计算机图形生成技术,其关键技术主要包括光照模型、渲染算法、纹理映射、材质设置、颜色量化等方面。本文主要就我们开发的交互式真实感图形渲染系统中采用的各种渲染算法(深度缓冲算法、光线跟踪和辐射度算法)作详细介绍。     

基于嵌入式GPU 虚拟仪表图形软件的实现

提出并实现了一种基于嵌入式GPU(OES:OpenGL?ES)的跨平台图形应用软件的系统框架.它包括外部事件的驱动,图形应用软件,嵌入式系统入口,嵌入式系统硬件等四个模块.外部事件的驱动主要是响应外部数据或事件的变化,从而控制图形显示内容的实时更新,以及功能画面的实时切换.图形应用软件模块包括了三个组成部分(1)接口界面(2)中间通讯层(3)处理单元.图形应用软件的接口界面主要是实现客户化的目标要求,采用C++类的面向对象的设计方法.中间通讯层,是为了实现图形应用的任务而安排的结构化的类.处理单元是各种最基本内容的单元实现,它建立在我们的各种实用库之上.嵌入式系统入口,它封装了图形软件的核心函数功能,实现和上层的处理单元间的数据调度.嵌入式系统硬件模块主要是各主流平台(CPU,GPU)相关的数据信息,支持上层的图形应用.本文在虚拟仪表盘面上实践了上述应用软件系统,满足了实时响应,高效处理,高质量图形显示的要求.为实现嵌入式平台的图形显示应用打下了重要的基础.同时,本文的工作提出并解决了若干嵌入式图形显示技术的优化问题,为嵌入式图形显示开发提供了有力的帮助.     

移动设备图形技术的研究进展

移动设备图形技术是嵌入式系统、计算机图形学和移动通信等学科交叉后形成的新研究方向,对移动设备图形技术研究的特点进行了总结,将研究内容划分为平台、绘制和网络3个层次,并归纳了移动设备图形研究的关键技术;然后分层次介绍了该技术的国内外研究现状,展示了移动设备图形的典型应用,并分析了其中的主要技术;最后对该技术进行总结和展望,指出了目前研究中存在的问题和未来的研究方向.