基于3D WARP的混合绘制算法研究

几何绘制（GBR）是传统计算机图形学的研究内容,随着计算机图形学的发展,图象绘制（IBR）成为研究热点,两者各有其优缺点,其中,GBR具有绘制自由度大,速度慢等特点,需占用大量系统资源,而IBR则正好相反,因此,寻找一种能够结合GBR与IBR优点,而又能克服其缺点的方法是必要的,为了使几何绘制和图象绘制能够实现有机地结合,提出了一 种全新的“基于几何与图象的混合绘制（Geometry and Image-Based Hybrid Rendering,GIBHR)”方法,并分析了GIBHR的研究内容,同时给出了GIBHR的绘制流程,在此基础上,将IBR领域的3DWARP 法在几何绘制领域进行了进一步拓展与推论,证明了其可行性和有效性,提出了一种基于3DWARP的混合绘制算法,最后对算法进行了实验,结果表明,该算法在提高几何绘制速度方面具有明显优势,且具有空间反走样能力。     

基于环境光场和漫反射光场的动态场景绘制

利用光强的可叠加性，本文提出了将光场分解为不随场景变化的子光场的思想，使得物体、光源、观察点都可自由变动的动态场景绘制也能利用基于图象的绘制技术之优势。依靠漫反射与观察方向的无关性，本文还提出了漫反射光场的四维表示法，并且利用物体对不同点光源的漫反射之间以及环境光与漫反射光之间的内在联系，只用一个单位强度的单色点光源为物体构造漫反射光场，从而节省了存储空间和预处理时间。利用其数据结构的一致性，环境光场、漫反射光场和深度场中对应点的数据被合并成５维矢量以便更有效地压缩。本文给出的绘制算法，能准确地计算出物体的颜色和场景中阴影的变化等动态场景的典型特征，从而为在低档计算机实现动态场景的实时绘制提供了理论和技术依据。     

一种改进的基于几何和纹理混合简化的快速绘制算法

文中对离视点较近的物体采用几何简化技术,对于距离较远的物体用纹理表示方法,在视点发生变化时,能进行几何－纹理相互转换。转换时,通过对纹理投影面后的几何插值,生成退化几何,实现几何－纹理间的光滑过渡。该算法的一个特点是结合了几何和纹理细节层次的思想,最后通过图例说明了所提出方法的有效性。     

复杂几何模型的混合绘制算法研究

基于几何与图像的混合建模与绘制是解决复杂几何模型快速绘制的一个有效途径。提出一种复杂几何模型的混合绘制方法，首先给出基于风何投影的Warp变换公式，然后对几何模型进行预绘制，得到具有深度的图像；依据图像分辩率的对该图像进行几何重构，得到具有几何拓真诚关系的图像模型，并对该模型进行进一步修正；最后解决了模型的冗余检测问题。实验结果表明，该方法可以在保证较高逼真度的前提下实现复杂模型的快速绘制。     

基于几何与图像混合绘制中的快速WARP变换算法研究

基于几何与图像的混合绘制中，3D Warp算法以严格的数学变换为基础，从而能够保证准确的投影关系，但该算法在实时绘制阶段需进行大量的数学运算，故其时间复杂度较高，该文提出了一种新的快速Warp变换算法，算法以3D Warp算法为基础，采用了崭新的投影过程，从而使时间复杂度较3D Warp算法有较大幅度的下降（降低约7．51倍）。同时，该算法是一种流水结构，能够有效利用现有的加速硬件，而无需改变图形硬件的体系结构。     

基于图像与几何混合的纺织品真实感绘制

纺织品的真实感绘制是虚拟服装与试衣系统研究中的一项关键技术.采用图像图形结合的方法,提出了一种新的纺织品真实感绘制算法.对于场景中的实景,从原始照片中提取光照参数,将它与新纹理图相融合,利用色彩一致性理论和表面反射模型,达到类似于照片的展示效果.基于同样的理论研究,还可以模拟在纺织品的某些反射特性有所变化时的效果.对于原来场景中不存在的虚景,把用计算机生成的三维虚拟物体叠加到从真实世界获取的场景画面,应用实景提取的光照参数,并使用相应的光照模型对三维物体进行光照重计算.从而达到很好的虚实融合效果.     

基于3×3块梯度图像划分和人脸几何模型的人脸检测

提出一个人脸检测算法,该算法使用3×3块划分的梯度图像和几何人脸模型来进行人脸检测。3×3块划分用来初步检测特定区域中是否有人脸,接下来利用几何人脸模型把人脸检测出来。实验结果表明所提出的人脸检测算法检测结果比较好,并且对于光照并不敏感。     

基于Bayes-MeTiS网格划分的3D几何重构

为提升 3D模型几何重构过程的压缩效率,提出一种基于MeTiS网格划分的贝叶斯3D模型几何重构算法。首先,在编码端 采用MeTiS方法 对原始3D网格进行子网划分,采用随机线性矩阵对子网几何形状进行编码,并对边界节点的邻居节点使用伪随机数生成器进行数据序列构建;然后,利用贝叶斯算法进行几何模型重构算法的设计,在理论上给出了均值、方差矩阵以及模型参数学习规则,实现了3D模型的几何重构;最后,将其与图傅里叶光谱压缩(GFT)、最小二乘压缩(LMS)和基于压缩感知的图傅里叶光谱压缩(CSGFT)等算法进行仿真对比。结果表明,所提方法具有较高的比特率压缩指标以及较低的重构误差,计算效率明显提高。     

混合使用细节层次与基于图像渲染技术的大面积森林实时渲染算法研究*

描述了一个新的结合细节层次算法和基于图像渲染的森林渲染系统,平衡了基于图像的渲染方法在渲染质量上的不足与几何渲染方法在效率上的缺陷。提出了一种新的基于四叉树纹理拼图的替代物渲染加速算法,有效地提升了替代物创建与渲染速度。最后,在一个实际的室外场景漫游程序中的运行结果表明了该系统可以用较小的渲染代价获得很高的渲染质量。     

基于光场相机的超分辨率焦点堆栈的研究

光场相机采用微透镜阵列测量场景中所有光线的辐射度和方向信息;因为它们捕捉的是一个场景中的四维光场信息,所以大大增强了当前商用相机性能;通过处理这些已经记录的光场信息,这些相机能够在拍摄后重新聚焦场景和获得三维信息;文章基于光场相机结合焦点堆栈变换,引入新的超分辨率焦点堆栈,提出了一种新的同时估计深度图和场景全聚焦超分辨率图像的技术;实验结果表明可以获得很好的重聚焦图像和深度图。     

基于地形的三维场景绘制方法

地形绘制是计算机图形学中的一个热门的话题,在游戏制作,仿真场景的构建方面都有重要的应用。文章给出了利用位图快速生成三维地形的算法。为了满足真实感的要求,使用了多纹理映射、天空盒以及简单水纹模拟技术。     

基于时空连贯性和几何简化技术的复杂场景快速消隐绘制算法

提出了一个结合层次遮挡图像缓存的快速消隐绘制算法,本算法首先利用空间连贯性对场景实行快速保守的消隐,对可能可见的近景、中景使用几何绘制,对可能可见的远景实现了基于图像和几何混合的加速绘制,实验表明,由于充分利用了空间连贯性和图像简化技术,本算法效果良好,可适合各种复杂度场景的快速绘制。     

基于Geometry Clipmap的大规模地形绘制算法

针对地形渲染的实时性与大规模地形数据的海量性之间的矛盾,基于Geometry Clipmap算法的基本思想,对其进行了简化和改进.在原始地形数据处理阶段,精简了原算法的数据结构,并按Clipmap格式进行存储;在绘制阶段,针对相邻层次间的裂缝问题,提出了一种删除边的方法有效地消除了裂缝.实验表明,该方法充分利用了GPU的优势,为大规模地形的实时绘制提供了解决方案.     

三维几何数据压缩新算法

采用带双标记位顺序存储的三角形传播树表示三维模型的顶点坐标和顶点间的拓扑连接关系,利用特殊的数据结构和结点间的拓扑相关性和几何连贯性,可以同时达到较小的失真和较高的压缩比,避免了解压缩时对所有结点任意随机存取带来的内存空间不足的问题．由于拓扑信息和几何信息可以同时解码,使解压缩和图形绘制可以并行完成,进一步提高了速度．与已有算法相比,文中算法具有精度高、速度快和高压缩比等特点．     

基于3D结构和图象的复杂场景建模绘制

论文讨论IBR的现状和发展,并在分析IBR方法的基础上提出一种改进的建模绘制方法:基于3D结构和图象的复杂场景建模绘制。即结合3D结构,整体应用三维实体,在某些结构复杂的细节处应用IBR技术,以达到真实绘制。     

3D Photography Using Shadows in Dual-Space Geometry

A simple and inexpensive approach for extracting the three-dimensional shape of objects is presented. It is based on weak structured lighting. It requires very little hardware besides the camera: a light source (a desk-lamp or the sun), a stick and a checkerboard. The object, illuminated by the light source, is placed on a stage composed of a ground plane and a back plane; the camera faces the object. The user moves the stick in front of the light source, casting a moving shadow on the scene. The 3D shape of the object is extracted from the spatial and temporal location of the observed shadow. Experimental results are presented on five different scenes (indoor with a desk lamp and outdoor with the sun) demonstrating that the error in reconstructing the surface is less than 0.5% of the size of the object. A mathematical formalism is proposed that simplifies the notation and keep the algebra compact. A real-time implementation of the system is also presented.     

基于Shear-Warp算法的三维地震数据场体绘制

利用三维可视化软件包,采用Shear—Warp算法实现地震数据的模型可视化,并给出了具体算法流程。实验结果表明此算法可提高地震数据的体绘制速度,实现地震数据解释的实时交互式绘制,为地质勘探提供可视化依据。     

结合视点变换的三维地形无缝绘制算法

针对传统地形裂缝消除技术普遍存在构网速度慢,层次约束强等问题,提出了一种结合视点变换的地形无缝绘制算法。该方法首先根据精度生成LOD粗模型,然后利用纹理映射技术生成精细网格,并根据视点动态调整顶点位置以消除因层次细节过渡产生的T型裂缝。此外,通过CPU-GPU协同工作的方式,将批量构网及渲染的工作从CPU移植到GPU中,提升了整个系统的处理速度。实验结果表明,该方法可以有效消除地形裂缝,保证网格平滑过渡。