基于纹理渲染与纹理映射的实时球幕图像生成方法

大多数影像设备与3D API都是基于平面影像设计的,因此,一般而言实时渲染图像并不能直接运用于球幕显示,必须通过称为＂几何校正＂（Geometric Correction）的运算才能产生正确的最终结果。目前主流的几何校正方法或者依赖昂贵的硬件设备完成,或者需要通过复杂的算法实现,对于缺少程序设计背景的创作者来说无法自由掌控。文章介绍了一种利用3D API中成熟的纹理渲染（RTT）与纹理映射（Texture Mapping）技术生成球幕图像的方法,不涉及任何C＋＋或HLSL编程,在任何支持RTT的三维引擎上均可实现。     

基于纹理渲染与纹理映射的实时球幕图像生成方法

大多数影像设备与3D API都是基于平面影像设计的,因此,一般而言实时渲染图像并不能直接运用于球幕显示,必须通过称为"几何校正"(Geometric Correction)的运算才能产生正确的最终结果。目前主流的几何校正方法或者依赖昂贵的硬件设备完成,或者需要通过复杂的算法实现,对于缺少程序设计背景的创作者来说无法自由掌控。文章介绍了一种利用3D API中成熟的纹理渲染(RTT)与纹理映射(Texture Mapping)技术生成球幕图像的方法,不涉及任何C++或HLSL编程,在任何支持RTT的三维引擎上均可实现。     

多视角图像对的生成及渲染优化技术

针对立体片源生成方式中离线渲染不能与用户形成交互、在线渲染难以实时生成多视角立体图像对且渲染速度慢等缺点,提出在构造虚拟摄像机模型的基础上,采用DLL拦截策略,在opengl32,dll中构建并生成立体图像对,并对多视角渲染采用并行渲染进行优化的方法.实验结果表明,该方法可以提供实时在线渲染的3D内容,为当前大量基于OpenGL的系统提供了一种无需修改源程序、可自动转换为多视角立体图像的新方法.     

交互式实时水面渲染*

介绍了一种利用可编程图形硬件来实现水面实时渲染的方法。该渲染过程分为两个阶段,即水面建模和光照实现。通过当前图形硬件新提供的顶点纹理技术来对水面进行建模,并结合环境纹理映射技术和二维纹理映射技术实现了水面上的反射与折射等光照现象。实验证明,该方法大大提高了渲染速度,增强了水面渲染的交互性和实时性。     

视频图像在三维模型中的渲染

视频监控是大型安防工作中最重要的一个环节,传统的视频监控系统展示给用户的只是独立的二维平面图像,图像脱离环境,整体性不足,为了解决该问题,提出了将视频图像渲染显示于三维模型的思路.研究了纹理映射技术并结合视频图像渲染的特殊性分析研究了Z缓冲算法、Shadow map算法,根据实际应用提出Extend Shadow map算法以实现将视频图像与三维场景无缝贴合.实验结果表明,视频图像渲染显示于三维模型中所体现的优越性.     

物体坐标系曲面投影立体环视图像生成算法

针对立体环视图像拼接准确度的难点,提出了一种基于物体坐标系的曲面投影图像拼接算法.根据实际应用场合建立合适的三维模型,对图像进行基于物体坐标系的纹理映射,将三维模型划分为融合、非融合区域,将原始图像映射到非融合区域,对于拼接融合区域,结合模型特点,设计了一种基于角度信息的加权平均融合算法,对拼接后的图像进行颜色校正,消...     

基于Vega的闪电渲染方法

通过对Vega软件环境中特效模块的分析，得出了Vega系统自身难以实现随机闪电模拟的结论，根据Vega与OpenGL之间的联系，论证了通过OpenGL在Vega中实现随机闪电模拟的可行性。将纹理映射技术与传统闪电渲染方法相结合，得到一个更高速的闪电渲染方法，将该方法成功地应用到了Vega系统中。实验结果表明，该方法实现的闪电效果真实，实时性高，扩展了Vega的特效功能。     

多核学习纹理特征的立体图像质量评价

为了有效地评价各种失真类型双目立体图像的质量,提出利用多核学习机学习立体图像平面纹理信息和3D映射信息的通用无参考立体图像质量评价IQA方法。该方法首先利用立体匹配模型对左右视图进行处理,获得相应的视差图DM和误差能量图DMEE;对左右视图、视差图和误差能量图进行相位一致性和结构张量变换,获得它们的平坦区和边缘区;分别提取左右视图两个区域纹理特征作为平面信息,提取视差图的纹理特征和误差能量图的统计特征作为3D信息;将所有特征作为多核学习机的输入,利用多核学习的信息融合能力预测待测失真立体图像质量。由于充分利用了立体图像的左右视图、视差图和误差能量图的失真信息,以及多核学习的信息融合能力,该方法具有很好的前景。在LIVE 3D图像质量数据库上的实验表明,该方法与主观质量有较高一致性,与现有的双目立体质量评价方法相比有很大的竞争力。     

超声序列图像实时体渲染系统设计与实现

设计并实现了对超声序列图像实时体渲染的可视化系统。该系统能够对目前的二维超声设备进行扩展,利用对视频数据的重采样和预处理得到三维切片体数据,并通过GPU加速达到了对DDR与MINIP光照模型的实时体渲染。阐述系统的设计模块与基于VTK的实现过程,最后通过对实际肝脏超声数据实验结果说明了系统对二维超声数据分析的有效性。     

立体图像对的生成

获取同一场景的立体图像对是实现双目立体成像的一个关键问题。提出了一种在三维场景已经建好的情况下生成立体图像对的方法。该方法根据双目立体视觉的原理，利用3DS MAX中的摄像机对象对场景中的物体进行坐标变换和透视投影变换，分别生成左眼视图和右眼视图。实验结果表明，两个目标摄像机与三维模型的位置关系以及基线长度是影响立体效果的重要因素，改变目标摄像机与三维模型的位置，可以分别生成正视差、负视差的立体图像对，当AB与CO的比例参数为0.05时，生成的立体图像对的立体效果较佳。     

基于图像的非真实感艺术绘制技术综述

非真实感绘制是计算机图形学和图像处理中一个崭新的课题,属于计算机艺术的范畴,正受到国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列的研究成果。首先简要介绍了非真实感绘制的研究意义及其研究范围;然后通过对其中涉及的主要关键算法进行总结分析,并对国内外典型的绘制方法进行比较和分类,阐述了非真实感绘制的主要研究内容;最后对今后的发展方向做出了展望。     

一种流体艺术风格的自适应LIC绘制方法

把LIC算法应用到非真实感绘制中,提出一种自适应流体艺术图的LIC绘制方法.对源图像亮度分量计算切矢量场,然后对其进行增强、平滑处理获得结构矢量场;通过随机扰动源图像获得纹理参考图像;根据结构矢量场和纹理参考图像的局部特征产生可变的LIC积分步长和步数,自适应地处理纹理参考图像;最后对绘制效果进行颜色渲染,生成具有丰富颜色特征的流体艺术图.实验表明,该方法能够较好地模拟诸如梵高画的流体艺术风格,呈现生动、灵活的波动感.     

应用于传递函数设定的交互式体绘制工具

传递函数是体绘制过程中用以定出体数据与光学特征的对应关系,因此,传递函数的设定对成像质量有着直接的影响,文章提出一应用于传递函数设定、简单且有效的交互式体绘制工具,由于二维纹理硬件在通用的个人计算机上被普遍使用,因而该工具采用基于二维纹理硬件的体绘制方法,利用本工具,用户能根据体数据的直方图来交互地分别设定R、G、B和A四种传递函数,以定出体数据与光学特征的对应关系,并获得实时的反馈视觉信息(绘制结果),该工具亦提供一虚拟轨迹球让用户交互地改变观察体数据的视点,用户不但可以交互地控制放大或缩小比率来绘制体数据,还可以选择采用光照或由多重纹理实现的三线性插值来获得不同的绘制效果,该文描述开发此工具的各种技术,并给出利用此工具得到的一些绘制结果。     

振动触觉纹理再现技术研究综述

纹理力触觉再现是通过特定的硬件装置模拟产生与物体纹理表面接触时的触感，使用户能感受到物体的粗糙度、软硬度等纹理特征信息。振动刺激作为再现物体触觉信息的一种刺激方式，在纹理触觉再现中被广泛运用，产生了不同的振动触觉表达装置和纹理触觉表达方法。从纹理触觉认知的角度，阐述了人对振动刺激的触觉感知生理学基础；介绍了纹理触觉再现的原理和方法；从振动与纹理特征的映射方法以及振动刺激方式两个方面分析了目前振动触觉纹理再现技术的发展现状；最后对相关研究的发展进行了总结展望。     

运用层次纹理映射的基于图像绘制算法

提出一种基于图像绘制(image-basedrendering,简称IBR)的算法,以发挥图形卡的纹理映射功能,并能表现物体表面的三维凹凸细节.首先将深度图像的像素按其相关深度分为多层纹理图像,然后利用纹理映射的硬件支持,将这些层次纹理图像依次投影到与视点相关的成像面上,以得到所需目标图像.为了避免目标图像上出现空洞,在生成时,将纹素在深度层次上进行扩展.由于层次纹理图像需要较大的存储空间,并且在装入纹理缓冲时要花费大量时间,为此还提出一种基于压缩层次纹理图像的目标图像生成算法.实验表明新算法是有效的,尤其适于处理与整个物体大小相比深度层次不太多的三维景物,如有表面凹凸纹理(浮雕、门窗等)的建筑物表面等.     

虚平面映射:深度图像内部视点的绘制技术

首先推导与归纳了图像三维变换中像素深度场的变换规律,同时提出了基于深度场和极线原则的像素可见性别方法,根据上述理论和方法,提出一种基于深度图像的建模与绘制(image-based modeling and rendering,简称IBMR)技术,称为虚平面映射.该技术可以基于图像空间内任意视点对场景进行绘制.绘制时,先在场景中根据视线建立若干虚拟平面,将源深度图像中的像素转换到虚平面上,然后通过对虚平面上像素的中间变换,将虚平面转换成平面纹理,再利用虚平面的相互拼接,将视点的成像以平面纹理映射的方式完成.新方法还能在深度图像内侧,基于当前视点快速获得该视点的全景图,从而实现视点的实时漫游.新方法视点运动空间大、存储需求小,且可以发挥图形硬件的纹理映射功能,并能表现物体表面的三维凹凸细节和成像视差效果,克服了此前类似算法的局限和不足.     

基于动态纹理载入的大规模数据场体绘制

为克服图形硬件对传统纹理映射体绘制的限制,提出了一种在普通PC上进行大规模数据场体绘制的有效方法。该方法中,体数据被划分为合适大小的数据块,这些数据块被动态的载入图形硬件,并利用3维纹理映射进行绘制。在整个绘制过程中,仅有一个数据块存储在图形硬件上,有效地提高了对大规模体数据的绘制能力。同时,充分利用目前PC图形硬件成熟的可编程特性,通过对梯度的实时计算来减少在传统纹理映射体绘制中巨大的内存消耗。实验结果表明,该方法在普通PC上可以对超过纹理内存容量的大规模体数据进行交互式体绘制。     

虚拟手术中的模型实时绘制

实时的视觉反馈在虚拟手术中可以加强操作者的沉浸感。该文分析了体绘制和面绘制的优缺点,在系统实时性的要求下,实现了基于立体纹理映射的三维体模型的面绘制。算法在容许实时交互的同时,为操作者提供了真实感较强的视觉反馈。由于文中立体纹理生成及纹理坐标计算的特殊性,对虚拟手术中的拉压变形和切割等操作也能很好地处理。     

基于OGRE的双目立体显示研究与实现

双目立体显示是计算机图形学中的一项前沿技术,在虚拟现实领域发挥着重要作用.分析了双目立体显示的原理,根据平行双目投影模型,提出一种基于OGRE(面向对象图形渲染引擎)的双目立体显示方案.该方案充分利用OGRE中的虚拟摄像机和视口合成技术,并在底层结合CG脚本,保证了渲染的效率.结果表明,对于正负两种视差,该方案均有明显的立体效果,并能灵活漫游及更换不同的场景,非常适合实际应用.     

应用纹理三角条形以改进真实感图形绘制性能

改进真实感图形绘制性能是计算机图形系统的一个基本问题．文中探讨了一些几何压缩算法对真实感图形绘制性能的影响,这些算法是为了优化使用形体顶点高速缓冲存储器而设计的;研究了这些算法和计算机芯片上纹理高速缓冲存储器的相互作用;提出了一个基于三角条形的简单方法,以通过平衡使用形体顶点和纹理高速缓冲存储器而改进真实感图形绘制性能．最后,通过几个实验来显示文中方法的有效性．