一种非真实感的水墨画渲染方法

非真实感渲染是图形学的重要研究领域。本文利用Opengl实现了一种非真实感的水墨渲染的方法,方法首先通过模型定点的视线矢量和法线矢量的点乘积计算其夹角的余弦值,然后根据计算的余弦值进行纹理映射,最后进行显示完成了水墨渲染效果。     

基于OPENGL的树木场景渲染分析与实现

研究了基于OPENGL的树木生成算法与树木场景渲染模式,针对自然界中的植被场景中植物的三维建模难以实现高效、快速、准确的实时渲染的难题,为改善树木形态结构建模与实时渲染的效果和速度,提出了一种面向GPU的针对叶簇的渲染架构,给出了树木建模与渲染的具体实现算法,并完成了三维替代物渲染技术,结合叶簇不同形态,采用基于几何模型的枝干渲染和基于2.5维替代物的叶簇渲染,较大地提升了视觉效果的真实性,使树木建模与实时渲染效率和准确性均得到明显提高。仿真结果表明,树木场景渲染实现模式能够较好的满足图像处理需求。     

基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术研究

针对现有3D WebGIS系统矢量数据三维可视化在渲染速度与渲染效果方面存在明显不足的问题,利用新一代Web三维绘图标准WebGL的优势,研究了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染技术,提出了在水平方向与垂直方向上进行矢量数据渲染优化的方法,并在此基础上开发了基于WebGL的矢量数据三维渲染原型系统,对渲染方法与渲染效果进行了验证,证明了基于几何的WebGL矢量数据三维渲染方法的可行性与有效性。     

面向具有重复结构的大规模CAD模型的快速渲染

目的 基于普通个人计算机快速渲染大规模计算机辅助设计（CAD）模型仍然是个挑战。针对由少量基本对象按一定规律排布而成的大规模CAD模型——重复结构CAD模型,提出一种快速渲染方法,能够在个人计算机上的快速渲染大规模重复结构CAD模型。方法 该方法首先利用重复结构CAD模型的层次结构特征,结合现代GPU的Render-To-Texture的功能进行快速视锥裁剪,节约视锥裁剪时间;然后利用重复结构CAD模型中对象按规律布置的特点,仅对少量基本对象进行面片化,其他对象的面片模型在渲染时根据对象排布规律由基本对象的面片模型实时变换生成,解决大规模CAD模型内存需求过多的问题。结果 基于超级蒙卡核模拟软件系统SuperMC,使用典型重复结构模型——HM（hoogenboom-martin）、ADS（accelerator driven sub-critical system）、DCA（deuterium critical assembly）全堆芯CAD模型进行测试,HM、ADS、DCA模型分别由1 114 384,113 952和20 808个实体组成。测试结果表明,裁剪算法能大幅减少待渲染对象数量,渲染速度明显提高,且模型规模越大,本文方法优势越明显,在远视角的情况下提升效果最为突出,能提升3倍左右;结论 针对任意大规模CAD模型的快速渲染仍然是一个挑战,但本文针对重复结构CAD模型的特点,针对性地提出一套专用渲染策略,在个人计算机上实现大规模重复结构CAD模型的快速渲染。使用多个典型重复结构模型——反应堆全堆芯模型进行测试,测试结果表明了本文方法的有效性。     

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。     

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。     

基于图像特征的力反馈渲染改进算法

传统基于图像特征的力反馈渲染算法在图像预处理降噪阶段容易丢失虚拟对象表面粗糙度信息。为此,提出一种改进的力反馈渲染算法。在快速矢量滤波器内置噪声检测器之前,增加一级基于图像边缘特征矢量的噪声检测器,以提高噪声检测准确率、保护图像边缘细节特征。实验结果表明,改进算法能够准确描述虚拟对象表面细微的粗糙度信息,实现更逼真的触觉与视觉融合的力反馈。     

面向企业级用户的矢量地图发布技术

MRF的矢量地图发布技术可以支持多种空间数据库,发布高质量的矢量地图。矢量地图前台可支持多种格式标准,如SVG,Silverlight,HTML5等。地图浏览支持多种浏览器（如InternetExplorer,FireFox,Chrome等）和多种设备（包括PCs,iPhone／iPad,Android手机／平板等）。     

自适应多层次矢量量化方法

我们在本文中提出了一个矢量量化的自适应多层次算法。首先生成一个基本码本和码字序列，然后码字序列再被进一步编成一个多层次的码，该算法利用了图象上更大范围的结构特点和相关性，减少了单层矢量量化方法得到的码的冗余信息，从而有效地提高了压缩比，同时却没有增加误差，也未增加很多计算量。     

一种二维矢量图形的硬件优化渲染算法

提出了一种适用于嵌入式设备的二维矢量图形硬件优化渲染算法。在采用超采样反锯齿模式下,该算法中每个像素点只使用一个方向权重计数器,而并非以往算法中每个像素点使用多个计数器,从而达到节省硬件资源,并大幅减少渲染所需计算量的效果。实验结果表明,和以往算法相比,在8-queen超采样模式和XVGA显示大小下,能节省83%的存储器使用量和65%的存储器访问量,并且能取得较好的反锯齿效果。     

LIC纹理中可视矢量大小的方法

线积分卷积 (LinearIntegralConvolution ,LIC)纹理很好地可视了 2D矢量场的方向信息 ,本文提出了两种在LIC纹理中同时可视矢量大小的方法 :多粒度LIC和图像混合。多粒度LIC利用纹理粒度可视矢量大小 ,采用变宽度的邻域平均 ,快速、方便地合成多粒度噪声 ,然后 ,利用滤波器长可变的FLIC快速计算。图像混合技术将LIC纹理和矢量大小的映射图像混合 ,同时可视大小和方向 ,讨论了多种矢量大小的映射方法和硬件支持的图像混合技术。对于实际的矢量场 ,上述两种方法取得了很好的可视效果。     

嵌入式GIS中矢量地图快速显示方法研究

为提高嵌入式GIS中矢量地图的显示速度,建立了要素分级的多层网格索引模型.该模型算法简单,耗用内存小,便于实现.显示地图时,直接依据当前的显示比例,读取对应网格索引中相应级别的地图数据,避免了大量非屏幕区域的冗余地图数据读取,极大地提高了显示速度,同时设计了折线与矩形求交的算法来提高地图数据显示处理的效率.实验结果表明,该方法能显著提高嵌入式平台矢量地图的显示速度,并且已成功应用于手持GPS定位终端软件.     

面向集群渲染的反馈控制负载均衡算法

针对传统集群渲染系统处理多级任务时无法实现动态负载均衡的问题,引入反馈控制思想,结合负载均衡原理,提出反馈控制负载均衡的新算法。该算法采用全局集中式负载均衡策略调度和分配任务线程,为不同的请求服务等级提供服务响应时间保障,实时动态调整集群系统各节点的负载并使其实现负载均衡。实验结果表明,系统整体性能比传统系统提高约1/3,证明了该算法的可行性和有效性。     

彩色图像的纹理力/触觉渲染方法

针对图像纹理力/触觉再现技术中用灰度变化表征纹理所导致的彩色图像在灰度变换后丢失纹理信息的缺点,用颜色变化表征纹理,提出彩色图像的纹理力/触觉渲染方法.该方法中,切向力的计算基于像素力场算法,法向力的计算基于惩罚算法,根据颜色和空间感的心理学效应提出由亮度和色调决定约束空间,合力通过手控器反馈给操作者.实验结果表明,文中方法能够有效地对彩色图像纹理进行力/触觉渲染.     

面向视频感知的静电力触觉渲染方法

针对视觉障碍的人获取视频等数字媒体信息受限的问题, 为扩展视频等数字媒体信息的触觉感知通道,提出一种面向视频感知的静电力触觉渲染方法。首先,采用基于像素点的视频帧处理算法,根据手指触摸位置获取当前视频帧的目标像素点,然后将目标像素点彩色信息从RGB模型转换为HSI模型,利用像素点色调分量来映射静电力激励信号频率参量,结合像素点亮度和饱和度分量来映射静电力激励信号幅度参量,合成静电力触觉激励信号,实现对实时视频的触觉渲染和感知。最后,设计动态色彩感知实验和亮度辨识感知实验,结果表明,该方法可实现对视频中物体信息的触觉感知,动态识别平均正确率达90.6%,色彩辨识平均正确率达69.4%,亮度辨识平均正确率达80.0%,所提方法能有效提取视频中的动态特征信息,增强视频触觉渲染的实时性。     

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.     

面向动漫领域的集群渲染系统研究与实现

集群动画渲染系统平台是目前国内文化传播、卡通动画及游戏产业在2D与3D制作与渲染技术的瓶颈,文章提出了基于网格虚拟计算环境的集群动画渲染平台的建设方案,在分析了平台总体技术架构的基础上,分别从有向图建模、业务流程装配和服务注册等三个主要关键技术方面详细给出了系统的实现方式。系统上线后的运营状况表明,该系统能够解决动画渲染技术中的资源高度共享、制作工艺的协同性、渲染过程的自动化和智能化、虚拟自治组织结构扩展的灵活性、以及动画渲染基础设施管理等问题,最大限度发挥关键装备生产率。     

基于二叉树和GPU的无缝地形场景渲染方法

设计了一种基于图形处理器(GPU)的无缝地形渲染方法。该方法基于二叉树构建多层次地形网格,该网格用基于行、列号的地形模板表示。在设计过程中,将高程数据转化为适于GPU读取的高程纹理图,再通过顶点纹理提取(VTF)技术从纹理图中采样出高程值用于渲染,整个过程在GPU端完成,提升了地形数据访问效率。同时,采用实时优化自适应网格(ROAM)算法的强制拆分法,通过控制相邻地形块的等级来消除裂缝。最后,采用TriangleStrip方式进行渲染,避免了相邻三角形中顶点坐标数据的重复传递,减少了传递到GPU的数据量。用两块地形数据对算法渲染效率进行了检验,并将算法与Clipmap算法进行了帧率对比。结果表明,该算法有效解决了分块数据的裂缝问题,达到了交互式地形渲染的要求。