适用于曲面的纹理映射方法研究

作为纹理映射技术应用于规则和不规则曲面的3种算法,即球面整体纹理映射算法、球面局部纹理映射算法以及投影映射算法在纹理映射的研究中具有重要的意义。该文通过两种球面纹理映射算法进行比较,从球面纹理不变形准则出发,分析了这两种算法的优缺点,并且采用基于调和映射的方法,实现了可应用于不规则曲面映射的投影映射方法。     

一种适用于球面局部区域的纹理映射算法

两步纹理映射和环境映射一般都采用球面作为中介曲面，由于球面映射算法是这两种纹理映射技术的重要组成部分，且球面映射算法还可应用于自由曲面的识别和视景生成等方面，因此，对球面映射算法进行研究具有重要的意义，为了进一步减少球面映射算法产生的纹理形变，从纹理不变形准则出发，分析了传统球面纹理映射算法及其不足之处，并在此基础上提出了一种适用于局部球面的纹理映射新算法，由于该算法考虑了面积等比约束关系，因此可显著提高纹理映射质量，实验结果表明，该算法十分有效，具有一定优势。     

艺术化立体图像的渲染

目前的艺术化渲染算法会使结果图像具有较强的随机性,因此无法直接应用于立体图像的渲染.文章针对虚拟三维场景,给出了一个通用的艺术风格立体图像的渲染框架.首先对单个物体渲染包括双眼视域范围的艺术风格图像,在投影过程中同时记录模型顶点对应的纹理坐标;然后将艺术风格图像映射到物体表面生成艺术化效果的三维模型;最后将艺术化三维模型直接投影到左右眼相机生成立体图像.为创建用于纹理映射的艺术化纹理图像,提出了在透视投影中颠倒像素遮挡关系的方法来获取模型的双眼视域范围图像.该文提出的艺术化立体图像生成方法不仅可保证双眼图像的一致性,而且具有良好的通用性,可适用于各类已有的艺术化渲染算法.     

采用向量化运算进行图像融合的真实感纹理映射

提出一种基于向量运算体现纹理形变要求的映射对应点获取方法,根据场景表面纹理走势特点划分表面形变控制网格,以网格边界为形变控制向量,通过对控制向量的合成取得映射点;同时,根据对应点亮度进行图像融合达到纹理真实感融入．对于场景表面纹理走势细节性变化给出了网格调整方法,进一步使用三次参数样条曲线拟合映射区域,基于曲率半径进行边界多边形化以实现对映射区域的精确判断．该方法能产生高度真实感的虚拟实景效果．     

纹理映射技术中Mip-Map的研究

在图形处理中,一个重要的研究方向是图形的真实感问题。纹理映射是高质量图像生成的一种重要技术,使三维图形更富真实感。Mip-Map纹理映射技术中,常常用一个正方形来近似表示象素在纹理空间的投影,但是像素投影并非正方形,是各向异性的,所以这种方法不符合反走样的要求,本文提出改进d值算法和长方形区域采样两种改进的算法来实现反走样。     

真实感3D重建中的纹理映射技术

精确的纹理映射是体现模型视觉真实感的关键因素。本文在阐述纹理映射技术原理的基础上,探讨了基于3维激光扫描设备进行3D重建过程中,实现具有高度真实感的纹理映射所遇到的实际问题,提出了基于纹理的模型重构和纹理光照连续性重建算法,解决了纹理图像空间不连续、光照不连续等因素对模型真实感的影响,并通过真实数据的实验对算法有效性进行了验证,为大型户外实体的真实感3D重建奠定了技术基础。     

大规模点云数据的球面纹理映射方法

针对点云数据的Delaunay三角网格纹理映射速度慢、映射效果不够细腻及不适合大规模点云数据纹理映射等问题,提出一种基于球面纹理映射的点云数据重建改进方法,并在Qsplat算法的基础上进行实现。采用Qsplat算法对大规模点云数据进行模型重建,利用球面等比约束纹理映射算法建立纹理坐标、球面、点云重建模型三者之间的数学关系,实现大规模点云数据的球面纹理映射。实验结果表明,与传统的三角网格纹理映射相比,该方法可明显提高纹理映射的速度和质量,拓宽球面等比约束纹理映射方法的应用范围,适用于大规模点云数据的纹理映射。     

基于三角网格模型的局部纹理映射

局部纹理映射可以增添三维模型的局部细节,加强模型的真实感。为了实现对三维模型的局部特征描写,增强局部纹理映射的用户可交互性,提出一种基于区域增长和平面投影的方法来实现三角网格模型的局部纹理映射。区域增长是以指定的三角面片为初始种子面片,搜索与种子面片共顶点的增长规则扩散出待映射区域。算法不仅保证了选取区域的完整性,不会出现缺角的情况;同时用户可以改变待映射区域的位置和大小。采用平面投影法对待映射区域进行纹理映射,将三维顶点投影到基准平面上,建立二维坐标系与纹理坐标系的关系,从而确定三维顶点和纹理坐标的对应关系。算法成功应用于实验,表明该方法的可行性。     

CAVE立体显示系统的搭建及立体图像的几何校正

为了解决由投影机的位置不准确而引起的立体图像视差畸变问题,根据立体图像产生方式以及显示方式的不同,给出了适合于工程上搭建"经济型"CAVE立体显示系统的几种实现方式,包括主动立体方式、主动变被动方式以及直接被动立体方式.将帧缓存中双眼的视景图像分别拷贝到纹理内存中,通过重投影变换计算出B样条曲面控制点坐标并绘制B样条曲面,分别映射纹理内存中双眼图像的纹理到各自的B样条曲面上.通过对左右眼立体图像分别进行几何校正,实现了CAVE多通道立体显示的无缝拼接;通过微调 B样条曲面的控制点坐标以及确定曲面阶数,实现了左右立体图像局部位置的调整以及图像平滑度的调整.实验结果显示,该方法不影响视景实时绘制.     

立体显示虚拟射击训练系统的设计与实现

应用MultiGen-Creator制作三维模型，以VC＋＋6．0为软件开发环境，调用MultiGen-Vega仿真软件提供的Api函数，设计立体显示虚拟射击训练系统；研究了一种用于Vega的实时碰撞检测方法。根据立体视觉的原理，在平面显示器上实现了立体显示。采用双中心投影算法，设置双观察者，来获取左右眼的具有视差的图像；设置双视景显示通道，分别显示左右眼图像；训练员通过控制键盘和鼠标来控制导弹打击敌方目标，同时戴上立体眼镜，可以产生身临其境的真实感，从而准确判断目标位置并击中目标，达到良好的训练效果。     

一种基于面积比不变性约束的曲面纹理算法

文中运用两步映射原理解决了曲面的参数化问题,改进了一种采用面积比不变性约束的球冠映射算法,消除了采用传统的整球面和半球面参数化方法向中间曲面作映射所带来的纹理变形问题,进而较好地实现了由非参数化面片拼接成的曲面表面的纹理映射。     

基于两视图重建的平面纹理校正和映射

在3维场景里漫游,纹理映射是展示场景真实感的主要手段。纹理通常由照片获得,但由于某些不可抗拒的原因,只能得到透视变形的纹理图像。讨论了如何纠正平面纹理的透视变形,及其相应的纹理映射,其过程是在两视图重建的基础上,对原平面进行投影变换,并用插值方法获得纹理,从而映射到模型上。在投影变换的过程中对已有算法进行了改进以达到较好的效果,并对实验结果进行了分析和讨论。该方法适用于构建虚拟的3维场景及去除由于透视变形而产生的图像模糊。     

一种基于表面积比例的地形纹理贴图算法

三维地形模型和纹理贴图都是计算机图形学领域的热点课题,他们也同时被广泛运用于计算机仿真.然而,对于三维地形纹理贴图,目前还没有高效准确的实用算法.文中参考了国内外的研究成果,分析和比较了现有的常用贴图方法,提出了一种新型地形纹理贴图算法.该算法以地形表面积比例作为纹理分割标准,使用分治法划分纹理空间,对于用高度图表示的网格地形,计算快速,并且实现了理想的地形贴图效果,有效减少了拉伸失真,是一种适合实际应用的地形纹理贴图算法.     

New display concept for realistic reproduction of high-luminance colors

A new display concept for reproduction of high-luminance colors based on a liquid crystal display has been developed using a brighter backlight unit and color mapping algorithms. The new concept is able to display brighter colors close to a peak luminance of a display white than conventional displays so that realistic scene of brighter colors is better reproduced. It may also be one of the future display solutions needed to extend the color gamut in the direction of brighter colors, which is a principal limitation in conventional displays even in high-dynamic range display systems. With the new concept, an xvYCC- (extended-video YCbCr) compatible display can be easily realized.     

随意图像纹理映射的补偿方法

基于局部摄影测量学的随意图像纹理映射是一种新的三维模型纹理映射方法,但其存在由局部纹理缺失引 起的纹理失真问题。提出一种纹理映射的补偿方法,即在局部摄影测量学和约束参数纹理映射方法的基础上,根据随 意图像与模型的关系确定纹理缺失区域,采用刚体转动惯量极小值测定方法和镜像方法寻找模型待映射范围内的对 称面,用对称点的纹理信息对纹理缺失区域进行纹理映射补偿。实验结果表明,对于有局部对称面的三维模型,补足 了缺失的纹理,消除了纹理拉伸失真现象。     

图像局部纹理特性的静电力触觉渲染

目的 触摸触觉设备感知物体时,需要实现视觉-力触觉同步反馈,其中图像-力触觉反馈难点在于再现更真实的纹理触感的触觉渲染过程。本文提出了一种基于图像局部纹理特征的静电力触觉渲染模型,实现了更加清晰、触感真实的图像纹理的静电力触觉反馈。方法 首先,采用局部傅里叶变换方法强化局部纹理特征,提取傅里叶变换系数分离出表征形状和局部纹理、边缘的频域分量。其次,对局部纹理特征进行力触觉渲染,建立局部纹理特征与驱动信号的映射模型,采用比例模型将局部纹理特征值转化为同等级的静电力表达。最后,根据静电力与驱动信号的心理学模型,由局部纹理特征控制不同驱动信号的输出产生静电力触觉。结果 进行纹理触觉对比感知实验验证算法有效性,62.5%的实验参与者偏爱基于图像局部纹理的触觉渲染算法反馈的纹理触感,本文算法可以模拟多种图像的纹理、边缘的触感。结论 算法在频域分离图像局部纹理、边缘和形状特征,建立纹理-力触觉渲染模型,针对大多数图片可以有效地增强纹理触感,提升触觉再现交互技术的沉浸感。     

视景仿真实时显示技术的研究

视景模型实时显示与交互技术是目前分布式视景仿真研究的关键技术。以视景实时显示为目的,探讨了雾化技术、实例化技术、纹理映射技术、纹理裁减、场景模型分块、LOD（level of detail）等技术,重点研究了面向大场景仿真的实时显示问题,通过对各种视景仿真实时显示技术和场景显示调度算法的综合应用,实现了对三维大场景海量数据进行较为流畅的显示,满足了大场景实时显示帧率要求,并具有较好的显示精度和清晰度。     

一种应用平面展开完成任意曲面纹理映射的新方法

本文提出一种新的纹理映射方法。该方法在任意曲面和它的平面展开之间定义映射,并用映射特征来评价映射精度,能有效地减少任意曲面纹理映射中的映射变形误差。     

基于Irrlicht引擎的实时浅水效果模拟

本文在Irrlicht引擎的基础上结合GLSL语言,对浅水的水面波动、反射与折射特性及菲涅尔现象进行了实时模拟。将基于Gestner波的水面波动与基于纹理波的动态法线贴图相结合,真实地模拟了水面的波动与波纹效果。同时,采用渲染到纹理技术实时生成反射贴图,准确地模拟了水面的反射效果,解决了采用环境贴图渲染时的反射失真问题。在不考虑水深的情况下,本文将菲涅尔权值与材质的alpha通道相结合,去掉了实时渲染中折射贴图的生成,在满足实时浅水效果渲染的视觉需求条件下,减小了CPU与GPU的计算量。