基于设备性能的Web3D动态实时光影云渲染系统

本文面向多种硬件平台提出了一套Web3D实时动态光影的协同式渲染系统,该系统把Web前端的硬件性能作为整个云渲染系统中光影渲染任务分配的关键因素.对于Web前端性能较强的硬件设备,系统分配复杂度较高的光影渲染任务给前端,相应的云后端的渲染负担则有所降低;反之,系统则分配复杂度较低的光影渲染任务给前端,相应的云后端承担大...     

真实感实时绘制技术综述

真实感实时绘制是在当前图形算法和硬件条件限制下提出的在一定时间内完成真实感绘制的技术。由于要描述的真实世界的复杂性和软、硬件等条件的约束，在真实感和实时 之问采取折衷处理是不可避免的。本文深入阐述了该领域内的首要问题及相应的解决方案，并研究了提高真实感实时绘制的软件技术。     

实时地形绘制算法综述

实时地形绘制在游戏、飞行训练、军事演习模拟、地理信息系统(GIS)等领域中有着广泛应用。实时地形绘制算法一般采用视点相关的连续细节层次简化技术等方法来减少实际所需要绘制的地形数据量。该文介绍了实时地形绘制中的几种代表性算法并讨论了当前的最新研究进展，分析了目前尚存在的问题和研究前景。     

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.     

基于可编程流水线的水墨画效果实时绘制

为了提高对三维模型进行实时水墨渲染的效率,同时扩展水墨效果在计算机动画中的应用,利用先进的可编程图形流水线技术,结合多种纹理贴图技术,边缘评估算法,多种图像空间内的后期处理算法,实现了水墨风格生物动画的高效率实时渲染.用户可根据需要对场景和系统进行配置并实时调整视角和缩放.实验结果表明,运算速度能够满足交互系统的实时性需求.     

景深效果绘制技术综述

景深效果能够增强计算机生成图像的真实感,因此关于这类效果的绘制已成为计算机图形学中的重要研究方向。针对景深效果的绘制问题,首先研究和分析各种相机镜头模型的光学成像原理,比较各类镜头模型的特点和模拟景深效果的能力;然后分类总结景深效果绘制的基本原理和典型算法,比较各类景深绘制方法的优缺点。最后指出景深效果绘制技术的应用价值,并展望未来的研究方向。     

实时渲染技术研究综述

实时渲染作为图形学一个重要领域，从软硬件发展的角度，按光栅化与反走样，以及超分辨率技术论述现在实时渲染所使用的技术原理，并展望了实时渲染领域未来的发展。     

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。     

基于力反馈技术的三维模型表面绘制技术研究

本文将力反馈技术引入虚拟绘制过程中,提出一种基于力反馈技术的三维模型表面绘制方法。首先分析毛笔在三维绘制过程中的受力和变形,采用弹簧-振子模型建立三维毛笔模型;然后由毛笔碰撞变形后的最小包围球找出碰撞相关点,计算碰撞相关点的平均法矢确定投影平面,通过计算毛笔的变形得出在投影平面上的笔触,将该笔触投影到三维模型表面,同时控制毛笔的受力和运笔路径叠加笔触获得具有特定书法效果的三维笔道;最后介绍了仿真系统,使用Phantom Desktop力反馈设备在该系统中实现了三维模型表面的绘制。仿真结果表明,该方法再现了三维模型表面绘制的力觉控制过程,增强了绘制过程中的真实感。     

基于实时渲染技术具有水彩画风格的音乐可视化方法

针对目前音乐可视化效果单一的问题,实现了一个与音乐充分结合,具有水彩画风格的动画效果。主要应用基于alpha通道的水彩画效果实现技术,基于优化物理模型、逐段拼接以及组合反走样等方法的动态场景仿真技术,借助Direct3D实现动画场景。结果显示,该方法可以在较低的CPU占用率和较小内存请求下达到良好效果。     

虚拟场景实时渲染软件优化方法

针对影响虚拟场景实时渲染速度与场景精细度的矛盾,研究了虚拟场景实时渲染的软件优化方法.对虚拟场景构建的设计阶段进行场景分割与预存储,对建模阶段进行模型与贴图的优化处理,对运行控制阶段进行可见性细节层次设置与多线程控制.使用这些优化方法后,在保持视觉效果的同时,有效降低场景的复杂度,减少硬件设备的负担,从而提高实时渲染的速度与交互操作的流畅性.     

基于CUDA海量空间数据实时体绘制研究

针对海量空间科学数据的精细及实时三维绘制需求,提出并实现了一种基于CUDA语言的并行化光线投射体绘制加速算法,利用传统体绘制算法中光线投射法的可并行特点和GPU中高速的纹理查询的优点,通过一个实际坐标到纹理坐标的转换函数实现了对不规则采样数据的准确采样,并完成了绘制算法的CUDA并行化改造,通过CUDA语言利用GPU强大的并行计算能力实现了对海量空间数据的实时三维光线投射绘制.     

飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制

为了实现飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制,采用了超亚椭圆体表达式以及软粒子方法进行实现。使用超亚椭圆体表达式计算得到云层中各粒子的初始位置,可以构建不同的云层模型,再利用软粒子方法实现云层的绘制以及与用户的交互。对超亚椭圆体表达式进行了一定的改进,使得云层形态更加的真实以及多样化,并且利用软粒子的特性实现了云层的运动以及穿云效果,并通过实例验证了所提算法的有效性及真实性,为飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制提供了可行的解决途径。     

超大屏幕实时交互分布式渲染平台关键技术

随着社会的发展,实时交互渲染越来越多地应用于类似游戏的虚拟现实中,在系统复杂度增加的同时,对系统硬件也提出了新的要求.实时分布式渲染可以较好地兼顾实时与成本问题,它一方面采用普通PC机降低成本,另一方面提高了系统实时性能和输出分辨率.在综合分析的基础上,设计并实现了一种通用的实时交互分布式渲染平台.     

PC平台下海量地形的分页调度和实时渲染*

结合内存调度技术和场景渲染策略,提出了一种对海量网格和纹理数据进行分割和分页调度的算法,通过调度算法使海量数据分批进入内存并实现实时卸载,在分页的基础上进行分块实时渲染。实验结果表明该算法取得了很好的效果。     

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。     

Visual rendering of shapes on 2D display devices guided by hand gestures

Designing of touchless user interface is gaining popularity in various contexts. Users can interact with electronic devices using such interfaces even when their hands are dirty or non-conductive. Also, users with partial physical disability can interact with electronic devices with the help of touchless interfaces. In this paper, we propose a Leap Motion controller-based methodology to facilitate rendering of 2D and 3D shapes on display devices. The proposed method tracks finger movements while users perform natural gestures within the field of view of the motion sensor. Then, trajectories are analyzed to extract extended Npen++ features in 3D. These features capture finger movements during the gestures and they are fed to unidirectional left-to-right Hidden Markov Model (HMM) for training. A one-to-one mapping between gestures and shapes, is proposed. Finally, the shapes corresponding to these gestures are rendered over the display using a typical MuPad supported interface. We have created a dataset of 5400 samples recorded by 10 volunteers. Our dataset contains 18 geometric and 18 non-geometric shapes such as “circle”, “rectangle”, “flower”, “cone”, “sphere”, etc. The proposed method has achieved 92.87% accuracy using a 5-fold cross validation scheme. Experiments reveal that the extended 3D features perform better than the existing 3D features when applied for shape representation and classification. The method can be used for developing diverse HCI applications suitable for smart display devices.     

A model for adapting 3D graphics based on scalable coding, real-time simplification and remote rendering

Most current multiplayer 3D games can only be played on dedicated platforms, requiring specifically designed content and communication over a predefined network. To overcome these limitations, the OLGA (On-Line GAming) consortium has devised a framework to develop distributive, multiplayer 3D games. Scalability at the level of content, platforms and networks is exploited to achieve the best trade-offs between complexity and quality.