虚拟环境中森林植被的实时可视化技术研究

森林植被的实时可视化技术是复杂虚拟环境渲染的重要组成部分,也是影响虚拟环境逼真度的重要因素。森林植被绘制的实时性是制约VR应用的重要方面。论文综述了虚拟环境中植被可视化的研究成果,对所有的技术方法的优、缺点和应用范围进行了分类比较。最后,展望了植被可视化技术的发展趋势。     

一种用于室内虚拟环境的新表示

针对室内环境的虚拟问题，提出一种用于描述封闭环境的新表示.该表示由定义在经纬度平面上的光强-距离函数组成，可以支持3个自由度的全景浏览、连续变焦以及任意路线的移动.基于这种表示，给出一个使用少数照片创建室内环境的方法，它结合了基于几何和基于图象的绘制技术，算法快速稳定，对拍摄条件和硬件设备没有苛刻要求.     

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.     

基于图像的实时漫游

提出了一个点和多边形模型混合的场景表达方式,从而实现了对复杂场景的视点不受限制的实时漫游.它从多幅带深度的参考图像出发,在预处理阶段区别对待场景中平面物体和曲面物体在参考图像中的对应像素.对于在参考图像所占区域较大的空间平面,用传统的多边形模型方式对其进行表达,试图恢复出其平面方程,然后通过采样密度比较和重采样过程,将该空间平面在所有参考图像中的出现合并成一个均匀采样的纹理图像;而对于空间曲面或在参考图像中所占面积较小的平面,使用点的形式对其进行表达,通过采样密度的比较去掉冗余的点,将保留下来的点按其空间位置进行聚类.同时,对于场景中那些不被所有参考图像所拍摄到而在漫游过程中可能形成空洞的部分,提出一个空洞预填补技术,在预处理阶段即对这类空洞进行填补,从而大大减少了漫游阶段出现空洞的几率.在漫游阶段则使用纹理映射和点Warping的方式进行绘制,以充分利用图形硬件的加速功能.     

一种基于NPR的虚拟环境生成方法

非真实感绘制(NPR)为传统虚拟现实技术的使用开辟了新的空间。针对传统基于图像的绘制无法满足艺术风格虚拟环境需要的问题,通过将非真实感绘制技术引入虚拟场景构建中,提出了一种基于非真实感绘制的虚拟环境生成方法。该方法首先通过计算结构张量刻画图像局部结构,并采用全变分偏微分方程自适应滤波处理来得到平滑张量场;然后在此基础上采用线积分卷积指导画笔走向来模拟生成线条波动感艺术图像;最后将其融入3维场景来生成可漫游的艺术感虚拟环境。实验结果表明,采用该新算法不仅可以较好地模拟线条波动感艺术图像,而且可实现艺术风格虚拟环境的构建。     

虚拟环境中基于视觉心理学原理的预见性纹理绘制算法

本文首先阐述了视觉心理学原理 ,然后对基于视觉心理学原理的预见性纹理绘制算法进行了详细的研究。采用本算法可以生成符合人眼视觉感知的虚拟场景。     

基于图像的建模和绘制技术综述

对基于图像的建模和绘制(IBMR)技术进行综述性介绍，着重阐述IBMR研究的最新进展．文中扼要地回顾了一些基本的IBMR方法，并对这些方法的优点和局限性进行分析比较．最后我们简单介绍IBMR的一些最新研究趋势和可能的应用前景．     

虚实结合虚拟场景实时绘制技术研究

将图像和几何模型相结合,对于需要操纵和改变外观轮廓形状的目标视景采用基于几何模型的方法建模,对于环境视景采用基于图像（IBR）的方法建模,并对这两种模型进行图像合成,实现的场景既具有很好的真实感,又具有很好的实时性和可操纵性。实现了一个图像和几何模型相结合的虚拟视景系统,介绍了系统的结构、目标视景三维模型生成、环境视景全景图的拼合及虚拟场景图像合成与显示等关键技术。     

基于图像的绘制技术

虚拟现实等技术的发展使得传统的基于几何建模和绘制的方法难以满足实时性的要求,作为实现真实感场景绘制的一种方法,基于图像的绘制技术是计算机图形学一个新的发展方向.经过归纳分析,说明了每种方法的基本思想,实现过程,及其各自的特点和发展方向.与传统基于几何图素的绘制方式相比,基于图像的绘制技术处理速度快,生成的景物真实自然,且绘制速度不依赖于场景的复杂程度.     

虚拟环境产生器及其立体图像的成像技术

本文对虚拟现实系统的虚拟环境产生器的功能，作了介绍，重点介绍了几种立体图像的快速成像技术，并实现了一个立体图实例。     

基于图象绘制的虚拟现实系统环境

虚拟现实的一个重要目标是使用计算机生成逼真的视觉世界,使用户可以对虚拟世界的客体进行交互式考察．虚拟现实的实现有两种方法．传统上,用三维图形学的方法实行建模和绘制．此方法需要繁琐的建模和昂贵的专用绘制硬件,而且图形绘制的质量和场景的复杂性受到很大的限制．基于图象的绘制是实现虚拟现实系统的一种新方法．它克服了三维图形方法的缺点．本文在总结已有技术的基础上,提出一个实现基于图象绘制的虚拟现实系统模型,并据此模型实现一个实验系统及相应的图象工具．     

虚拟环境下石墨微观表面的力感知技术研究

介绍了虚拟环境下基于物理模型的触觉渲染技术和算法.提出了利用在物体表面上的点仿真物体对其静态摩擦约束,逐渐增大施加在该点上的力,直到由静态摩擦变为动态摩擦,由于在动摩擦和静摩擦转换之间计算模型没有发生变化,因此该模型可以在状态转换时稳定地计算出摩擦力的大小.最后描述了该模型在石墨微观表面的力感知中的应用.     

虚拟环境的实时显示

虚拟环境应随着用戾观察点和观察方向的改变而实时地改变，但是在复杂场景的情况下，ＶＥ很难做到动态实时显示。就此本文首先讨论了计算机硬件水平在实时显示中的决定性的作用，接着讨论了在由计算机图形构成的ＶＥ中如何避免不必要的处理，尽可能地减少处理时间，最后介绍了目前正流行的，能实时显示的基于实景图像的构造ＶＥ技术，指出这两种技术的有机结合将会创造一个可实时交互显示，逼真的ＶＥ。     

虚拟空间会议系统的视觉空间合成

虚拟空间会议系统是在视频会议的基础上发展起来的,与会者以替身的形式出现在计算机生成的虚拟空间中,通过替身在虚拟空间中定位、观察、操纵虚拟空间的物体、与其他用户进行“面对面”交流,与会者共享“同一个空间”,达到协同工作的目的。本文介绍VST的概念,视觉空间的合成方法以及我们研制的VST系统VST－1。     

虚拟环境中多细节层次模型自动生成算法

虚拟环境是限时计算和限时图形绘制技术的典型应用．本文对用于限时图形绘制的多细节层次模型表示进行研究，提出了基于三角形网格简化的多细节层次模型自动生成算法．该算法多次遍历现有三角形网格模型的每一个顶点，使用局部几何和拓扑特征移去满足简化标准的顶点，对移去顶点后产生的多边形区域进行局部三角化．多次执行上述过程，结果形成不同细节层次的三角形网格模型．文中给出的实例说明了该算法的有效性．     

虚拟环境中微机械拟实组装的运动学描述

微机械的组装包括：部件制作,部件对准和部件焊接 ３个过程．本文针对微机械组装中最重要对准过程,给出了虚拟环境中拟实组装细化的操作 步骤及相应的运动学描述．同时,面向微机械拟实运行,给出了焊接过程的运动学描述．建 立了虚拟现实实验平台,并在此平台上完成了一个作为虚拟环境中微马达转子与定子拟实组 装简化例子的轴孔配合拟实组装实验．初步验证了本文所给出的虚拟环境中拟实组装运动学 描述的正确性．     

一个桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统的设计与实现

虚拟现实在建筑设计中的应用一直是人们关注的热点。实时漫游系统与建筑设计传统的表现手段相比，能够交互式地从各个不同的角度更形象更直观地展建筑物，具有很大的实作价值。     

虚拟现实研究概况

本文概述了北美，欧洲和东亚地区的虚拟现实研究现状。除关键技术和重要系统之外，还介绍了一些主要的研究开发机构。     

云环境下的虚拟资源调度智能优化策略

针对云计算环境下的最优跨度和负载均衡问题,提出一种虚拟资源调度智能优化策略。该策略结合云虚拟资源的特点,对遗传算法的染色体选择和交叉方式进行优化,使用最优跨度和负载函数作为双适应度函数。其中,负载指标为资源的CPU、带宽及内存利用率,最优跨度指标则是任务的等待时间、传输时间及执行时间的总和,从而提高资源调度效率;此外,该策略能够从云服务集群推荐出较优资源进行处理,确保资源的负载均衡。最后,通过Cloud Sim进行实验,证明该策略能够提高大规模任务下的资源调度效率,并优化了资源的负载均衡,从而验证了算法的有效性。     

基于类比的壁画色彩虚拟复原

文中以敦煌莫高窟为应用背景,介绍了基于类比的计算机辅助古代壁画色彩方法,将色彩保持相对完好的壁画图像以及描述壁画属性的特征参数作为壁画色彩恢复的类比源存入数据库,根据决定和影响壁画色彩的不同因素,特征参数分为３个层次,以便于图像数据库的类比检索,为了在处理图像过程中与人的视觉保持一致,除ＲＧＢ颜色空间外,又选择了ＳＨＩ颜色空间,结合图像色彩区域提取,基于直方图的色彩转换等技术实现了壁画图像的色彩复