基于轮廓边拟合的软影映射算法

针对实时软影映射算法在绘制大面积光源时绘制效率不高的问题,提出一种基于轮廓边拟合的快速软影映射算法.该算法在场景阴影映射图中的固定尺寸的块内拟合轮廓边直线,并用一种层次化的数据结构来保存拟合的轮廓边直线;再利用反投影轮廓边直线的方法快速地计算着色点的可见性,生成真实的软影效果.实验结果表明,与现有的算法相比,文中算法在不显著降低软影质量的基础上有效地提高了绘制效率.     

快速反投影软影绘制算法

针对已有的软阴影映射技术允许在使用一张阴影贴图的条件下对复杂的动态场景实时渲染出比较真实的软影,而在处理大面积软影时算法的执行效率不高的问题,通过创建一种新的边界存储结构,提出了一种快速软影生成算法.该算法是一种3遍算法:第一遍从光源中心计算场景的深度图;第二遍采用边缘提取算子对深度图进行滤波,找到所有可能的边界点;第...     

基于GPU的近似软影实时绘制

通过对阴影图算法进行扩展,提出一种完全基于GPU的近似软影实时绘制算法,它是一种3遍算法:第一遍从光源中心计算场景的深度图;第二遍采用几何着色器提取物体的轮廓边,同时在轮廓边上生成新的几何图元,利用硬件自动插值功能向外绘制线性近似半影图,并根据第一遍得到的深度图在像素着色器中对背面轮廓形成的半影区进行剔除;对于重叠的半影区设定片元的伪深度值,利用硬件进行自动融合.第三遍分别查询深度图和半影图,确定场景的本影区以及半影区中像素的亮度,从而得到面光源照射下场景的近似软影效果.     

高质量快速百分比邻近滤波软影算法

在基于实时绘制的各种应用中,百分比邻近滤波软影算法可以高效地绘制视觉真实的软影效果.针对该算法中存在的3个主要问题,提出一种具有高质量阴影滤波的高效百分比邻近滤波软影算法.首先通过多尺度阴影图数据结构精简搜索区域,提升了遮挡物深度估计的正确性;然后使用基于GPU的线性四叉树遍历算法快速计算遮挡物平均深度,节省了大量的纹理采样开销,大大提高算法效率;最后采用光滑阴影滤波算法,解决了百分比邻近滤波算法中的走样瑕疵.将文中算法集成入多阴影图算法框架可以取得接近物理真实的软影效果.实验结果表明,该算法在效率和阴影质量方面均取得了显著的进步.     

近似软影下的三维增强绘制

针对目前的三维增强绘制方法尚未涉及阴影效果这一现象,提出一种新的包含近似软影效果的三维增强绘制算法.针对简单光照场景,设计了一种新的尺度函数,应用该尺度函数调整每个像素的光亮度值,使得物体的表面细节看上去更加凸显;在此基础上引入近似软阴影效果,利用GPU的几何着色器提取物体的轮廓边生成近似半影区,通过调整半影区的衰减参数来控制半影区的大小和亮度,可以使软阴影变得更黑更集中.实验表明应用该方法可以得到整个三维场景一致增强的效果.     

基于自适应可见性滤波的近似软影绘制

针对全局光照下的物理正确软影绘制较难满足交互性的难题,提出体现遮挡对象 空间位置远近关系的可变半影近似绘制算法。首先,以光源中心点为参照通过基于光线跟踪的 遮挡测试方法生成二值光源可见性图;并提出每个可视场景点对应自适应可见性空间平滑滤波 器宽度的确定方法;然后执行带掩模计算的自适应可见性滤波来获得从可见区到非可见区平滑 过渡的可见性因子;最后在光线跟踪流程中使用可见性因子动态调制相应可视场景点不考虑遮 挡的直接光照值,再加上间接光照得到高真实感软影。实验结果表明：该算法效果与物理正确 阴影在柔和度方面非常接近,容易绘制镜面反射间接光照,且测试场景的帧率在 30 帧/秒以上, 满足交互性要求。     

多层阴影图轮廓边背投软影算法

在场景深度和物体分布复杂时,针对轮廓边背投软影算法中的可见性因子计算存在误差,从而导致过阴影和光渗等绘制瑕疵的问题,提出一种基于掩码的多层阴影图遮挡物轮廓边背投软影算法.该算法通过计算光源掩码的深度复杂函数获得更准确的可见性因子,解决了轮廓边背投软影算法中存在的过阴影问题;将光源掩码计算与多层阴影图结合以解决光渗问题,最终生成更高质量的光滑软影.实验结果表明,在保证绘制效率的前提下,文中算法可以产生更为准确、真实的软影效果.     

深度剥离与GPU结合的近似软影算法

针对基于阴影图算法扩展的一些近似软影算法中存在的只考虑外半影区而导致的本影区过多估计的问题,提出了一种深度剥离与GPU结合的近似软影实时绘制算法。算法利用GPU的几何着色器来提取场景物体的轮廓边并生成内半影和外半影图元,进而得到整个内外半影颜色图和深度图,最终阴影绘制的时候通过参考阴影图和内外半影图来确定每个可见像素的明暗值,从而得到比以往算法较真实的绘制效果,算法完全在GPU中实现。实验结果表明,对相对不复杂的场景,该算法可以生成较真实的软影效果,且绘制帧率完全达到实时。     

基于自适应分割的动态面光源图像空间绘制

针对图像空间绘制技术中可见性积分的计算不能达到实时,并且无法捕捉由面光源上辐射度变化引起的着色点亮度变化这两个问题,提出了一种基于自适应的空间划分技术的、在图像空间中对动态面光源效果进行绘制的方法.该方法将场景中的物体根据深度及分布情况,自适应地划分为非均匀的体素,同时构建场景中深度和法向变化量的多级纹理,并利用存储在这些体素和纹理中的信息对着色点进行快速的可见性积分和相应的光照度计算.     

一种适合于MMOG的快速动态场景软阴影绘制算法

为满足MMOG实时交互的需要,该文在分析了影响动态场景软阴影算法效率的主要因素之后,提出一种适合于MMOG的快速软阴影算法。该算法利用包围盒可以用较少的点描述物体位置信息的特点,快速地计算出遮光物体与光源和接收面之间的距离关系,确定半影区的宽度和位置,避免了求平均深度值的耗时计算。经与使用平均深度值作为遮挡物距离的经典软阴影算法通过实验进行比较,本方法可以更好地满足MMOG对于实时性的要求,同时不产生明显的视觉失真。     

一种基于阴影图的实时伪软阴影生成方法

由于硬阴影不能反映真实场景,软阴影成为了阴影实现的主流。但是软阴影需要对区域光源进行密度采样,为了省掉密度采样的开销,而且又不影响真实感,实现了一种伪软阴影。首先基于阴影图提出了一种用添加的平滑面构造半影纹理的新方法,并叙述了如何用该半影纹理构造伪软阴影。实验证明该方法能正确并实时地实现阴影渲染。     

Vega视景仿真中的实时阴影绘制

针对基于Vega等高层平台的视景仿真系统中缺乏实时阴影绘制的缺点,提出改进方法,在场景中加入阴影绘制。研究了虚拟环境中的实时阴影生成算法和Vega提供的扩展机制,确定采用阴影映射（shadow mapping）算法,用OpenGL实现阴影绘制,并使用Vega平台提供的回调机制将阴影绘制集成到场景中,从而使生成的场景真实感更强。     

融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法

阴影图算法可以简单、快速地渲染硬阴影,但该算法渲染的硬阴影会在边缘区域出现锯齿状走样。受此影响,基于阴影图算法渲染的柔和阴影,在小尺寸半影区域依然可能会出现锯齿状走样。因此,要渲染无走样的柔和阴影,需要精确计算阴影边缘区域的着色点对点光源的可见性。深度划分阴影体算法可以精确地计算着色点对点光源的可见性,但其不仅在效率上不及阴影图算法,还无法实现柔和阴影渲染。针对上述问题,提出一种融合阴影图和深度划分阴影体的阴影渲染算法,对处于阴影边缘区域的着色点,使用深度划分阴影体算法精确计算该着色点对点光源的可见性;对其他着色点,使用阴影图算法快速计算该着色点对点光源的可见性。最后,将着色点的可见性值存储在可见性图中并滤波即可实现无走样柔和阴影的渲染。     

利用反向投影实现的实时软阴影映射算法

基于阴影映射算法,提出一种利用反向投影实现的实时软阴影的新算法。算法对每个光源都产生对应的阴影图,使用阴影图作为对场景的离散化表示,引入可见因子来计算场景点的亮度信息,并采用GPU片元着色、层次阴影图、自适应精度等方法加速阴影渲染。实验表明,算法非常适合于实时渲染复杂、动态的场景,可以很好地处理遮挡物的融合,并且很容易在可编程图形硬件上实现。     

视频监控系统中运动目标的检测和阴影抑制

提出了一种室内静止摄像机条件下的运动目标检测和阴影抑制方法。该方法采用一种自适应的背景估计方法来实时更新背景,用基于概率分类法检测运动目标,并在联合HMMD色彩空间和光度特征来抑制阴影之后,用Sobel边缘检测来修正运动目标。实验结果表明,该方法能够有效地检测运动目标和抑制阴影。     

一种基于阴影图的实时软阴影算法

提出了一种基于阴影图技术的实时软阴影生成算法。首先为场景中遮挡物、接收面计算深度缓存,并离散遮挡物成许多微面;接着计算每个微面的阴影深度值,估计微面的可见度;最后计算微面半影范围,将软阴影图投影回场景中,得到实时软阴影。实验结果表明该算法对复杂物体在保证绘制视觉效果的同时,能达到令人满意的帧速率,从而为更复杂场景的实时软阴影绘制提供了有效的解决途径。     

基于背景重建的运动目标检测与阴影抑制

提出了一种静止摄像机条件下的运动目标检测和去除阴影的方法。该方法采用以图像亮度和能量大小为判断依据的分块背景重建方法来快速更新背景,并结合背景相减法,网格化连通域检测,形态学滤波等步骤来检测和提取运动目标,同时运用边缘检测获取阴影边缘信息,并结合形态学运算来去除阴影区域,恢复出完整物体目标。实验结果表明,该方法能够有效地检测出运动目标和抑制阴影。     

平面阴影算法研究与实现

阴影对提升图形的真实感具有重要意义。探讨了平面阴影生成算法，针对平面阴影算法在实际应用中的缺点，利用OpenGL的模板缓冲技术实现阴影裁剪，利用基于截锥体的裁剪矩阵消除假影和反影现象，并利用OpenGL累积缓冲技术实现软阴影。较好解决了平面阴影算法的缺点，程序计算量小、效率高，图形的真实感和场景的可视化效果得以提升，达到良好的效果。     

一种小天体软着陆中基于地表阴影区的跟踪算法

考虑到星体表面的阴影区在航天器软着陆小天体时可作为导航路标以及壁障参考区, 提出一种基于地表阴影区的跟踪算法. 首先利用状态参数将拍摄到的前后两帧图像矫正到相同的状态, 根据提出的二值化算法对图像的阴影区进行检测; 然后利用模板匹配找出阴影区的相关位置点, 并通过特征向量法找到相似性最大的位置点; 最后结合RANSAC算法去除错匹配对. 以两组433 Eros 的连续拍摄图像作为阴影区进行跟踪实验, 结果表明该算法具有一定的可行性.