基于交叉视觉皮质模型的真实图像再现方法

真实图像再现技术旨在实现人类视觉对场景的真实认知,兼顾低动态范围图像增强和高动态范围图像色调映射的双重任务。该文首先对真实图像再现技术进展作了总结和分析,着重指出了视觉系统相关思路和方法,进而提出基于邻域强化连接交叉视觉皮质模型的统一框架,设计了算法流程,实现了不同动态范围图像在显示端真实再现的目标。仿真实验表明该方法尤其对于非均匀光照图像,能够提高亮度动态范围和调整对比度,同时能够保证高动态图像的高视觉质量显示。     

面向飞行模拟的云仿真及其实时绘制

改进并建立了云光照模型,引入了大气密度与海拔高度间的关系,并基于粒子尺度对散射相函数进行加权以提高仿真精度。针对飞行模拟的静态/动态云绘制,提出了基于粒子系统和Texture Sprites实现云谱交互建模的有效方法。为达到实时绘制,采用动态生成Impostor技术和GPU加速仿真及实时绘制。将本文提出的粒子云绘制技术集成于飞行模拟器的视景系统,能够增强虚拟环境的真实感、沉浸感,并满足限时系统的交互要求。     

高动态范围成像研究进展

高动态范围成像技术是近年来图像处理、计算机图形学等领域的研究热点。基于高动态范围成像技术的主要流程,从高动态范围场景的捕获、高动态范围图像的合成、色调映射、当前高动态范围成像技术遇到的挑战以及高动态范围成像的发展趋势等5个方面,综述高动态范围成像技术的研究进展。     

高动态范围图像成像技术

基于高动态范围成像技术近年来的最新研究成果,从单曝光高动态范围图像重建和多曝光高动态范围重建两方面进行综述,并针对高动态范围成像研究领域面临的主要难点问题-鬼影去除问题,特别是近年来基于深度学习的鬼影去除研究成果进行了回顾总结。     

基于GPU的水面模拟方法的研究与实现

介绍一种基于GPU的实时渲染方法,通过对水面的造型模拟实现高真实度的动态水面效果.主要通过网格制作以及顶点渲染方法,利用GPU的运算特性实现水面的动态渲染,并加入光照模型的设计使得渲染效果更加逼真.实验证明本文的水面渲染方法在小范围的水面模拟中具有较好的光影效果,在视觉上能产生较为真实的三维感觉,并且能够进行一定的干扰,产生水花视觉效果.     

基于延迟着色技术的大场景反走样渲染架构设计

为解决飞行仿真领域其视景系统对逼真、复杂场景渲染质量要求高的问题,提出基于延迟着色技术的大场景反走样渲染架构以实现全球地景及场景特效的真实感渲染,达到飞行训练的效果。本渲染架构主要解决延迟着色技术与硬件反走样技术——覆盖采样反走样（CSAA）不兼容的问题,在延迟阶段生成带CSAA反走样的多渲染目标缓存（G-Buffer）,在着色阶段通过记录在特定通道中的透明度蒙版信息进行几何体边缘恢复以进行最终的光照计算;对不同绘制组件开启不同等级的反走样等级以达到效果与效率的平衡,并利用类层次细节（LOD）模型构建技术及标记重要边界信息进行后处理等加强反走样效果。采用本渲染架构开发的视景系统,从实际训练及实验所得到的数据与效果表现上决定不同负载组件最终的采样倍数,这样系统的实时性高（>60 fps）,能达到飞行模拟视景对渲染效率的要求,减少延迟与卡顿;同时该框架反走样效果好于亚像素还原反走样（SRAA）算法,从而视景系统能达到性能与画质的最佳组合。通过实际训练与飞行模拟专家鉴定,基于该框架系统的视景系统能达到飞行仿真训练的目的。     

基于反射阴影图的间接光照绘制改进算法

提出了基于反射阴影图的间接光照绘制改进算法。利用间接光照变化平滑的特点对低空间分辨率间接光照的计算结果进行插值得到高分辨率间接光照的结果。由于边界区域间接光照的变化是高频的,必须对边界和非边界区域分别计算。利用可视场景点的几何属性图,检测场景中几何对象的边界,将可视场景区域分为边界区域和非边界区域。边界区域的间接光照在高分辨率下直接计算,其它区域则由低分辨率的间接光照结果插值得来,最后使用自适应区域滤波方法对高分辨率间接光照的结果进行滤波得到最终间接光照结果。实验结果表明,相比于原始的基于反射阴影图的间接光照绘制算法,本算法显著提高了绘制效率,并通过设置插值分辨率阈值来增强算法的适应性。     

低复杂度高度场的通视性研究及快速光照计算

为快速判断高度场场景点的通视性和可见范围,满足交互式应用的需要,提出低复杂度高度场基于可见二叉树的凸包树简化方法。通过对高度场数据在8个方向的线性扫描,确定每个高度场数据点的最大方位角,构造凸包树型结构;对凸包树信息进行分析,构造可见性二叉树作为方向扫描存储结构,在光照计算过程中有效提高可见点的搜索算法效率;结合阴影图的间接光照计算,实现了交互式帧率的动态低复杂度高度场绘制效果模拟,降低计算成本。     

基于GPU的实时人群混合绘制

虚拟现实技术中,大规模人群的绘制需要绘制终端具有很强的计算能力,为了提高人群动画的实时渲染速度,本文提出了一种基于GPU的人群绘制方法.通过使用静态层次细节(LOD)技术,结合几何和动态Impostor的混合绘制方法,进行实时人群绘制.实验结果表明,本文的人群混合绘制方法CPU与GPU之间负载均衡,可以获得更好的绘制效率.     

基于GPU的大规模水域场景的动态模拟

为了模拟大规模动态水面场景,首先采用控制参数叠加来实现水域表面的流动性,其次使用Gerstner波叠加来实现水域表面波峰和波谷的不规则性.利用视野范围的特点,对不同视点的水域表面细节数据进行分析,采用基于视点的LOD技术绘制场景网格.针对动态水域引起的波形与网格的"裂痕"问题,采用权值叠加法,实现场景构建的实时性.利用GPU矩阵式并行计算特点,将场景构建的功能移植到GPU中进行计算,提高绘制效率.     

基于OpenGL的LED灯光情景仿真研究与实现

针对LED灯光情景仿真系统缺少的问题,对基于OpenGL技术的LED灯光情景仿真系统进行了研究.先在计算机上模拟各种灯光变化所组成的情景,然后下载并实现.采用VC 嵌入OpenGL库对整个过程进行仿真,使改变LED灯光情景非常容易.仿真系统对情景效果进行了很好的仿真,方便了用户改变LED灯群情景变化的操作.     

OSG三维渲染引擎在变电站可视化中的应用

OSG三维渲染引擎是一系列的API函数集合,实现了三维场景图形的内存结构管理和绘制。针对变电站内设备种类多、结构复杂等特点,通过OSG三维引擎构建变电站设备的三维场景,采用内存结构优化和动态加载数据等技术,提高系统大数据量的处理效率。通过对变电站设备的静态和动态模拟,实现了三维可视化的变电站仿真培训系统和设备在线监视系统等,在实际应用中取得了良好的效果。     

基于OpenGL的虚拟战场环境漫游系统

为了提高部队模拟训练水平，本文基于对战场环境的可视化分析，在Visual C 环境下．以通用标；住三维图形函数库OpenGL．为工具开发了一个虚拟战场环境漫游系统，仿真了作战真实感的虚拟现场．文中介绍了如何解决虚拟战场环境仿真应用中的一些关键技术，如战场场景的建模，战斗实体的绘制及运动控制，视点漫游技术的实现等     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

基于粒子系统的3D动态火焰模拟

为了在虚拟场景中绘制复杂的火焰,解决模拟火焰时在实时性和逼真性方面所出现的问题,提出了一种基于粒子系统的火焰模拟方法。通过粒子系统的几何建模方法,实现火焰粒子的不断生成和消亡,得到在三维场景中具有动态感的火焰;通过引入Gyarmathy模型和控制粒子行为的Perlin噪声,实现模拟火焰的运动效果;通过对每个粒子进行纹理贴图及渲染处理,增加三维场景中物体的真实感。实验表明,重力和风力反映了火焰的消亡规律和运动情况,并实时模拟复杂火焰模型;纹理贴图增强了火焰的立体效果,实现了复杂火焰模型的逼真性。     

办公建筑照明系统仿真分析与多场景节能优化调控策略研究

为实现办公建筑照明系统节能控制,对照明系统节能优化调控策略开展了研究。分析了天然采光对室内照度的影响,针对办公室和停车场两类典型场景,提出了基于情景模式和天然采光的办公场景照明优化调控策略,以及采用定时与人体感应相结合的停车场景照明优化调控策略,并介绍了实现上述控制策略需要安装的硬件设备。通过案例分析发现,所提策略可为建筑节省38%的照明能耗。     

VRAY渲染器在三维动画场景中的运用

本文介绍了基于VRAY渲染器的三维动画场景灯光照明及渲染系统的设置方法,以动画场景为例,详细讨论了如何解决三维动画灯光照明及渲染成图的一些关键技术,如全局光照、HDR技术的运用、集群渲染技术的实现等。     

运用环境仿真建模技术实现虚拟校园交互式漫游

讨论了运用虚拟现实技术实现3D空间虚拟漫游的主要优点,采用了3D建模软件Blender,结合3D游戏引擎Crystal Space,实现了虚拟校园交互式漫游,并在实践中得到了运用．     

铁路救援起重机模拟器视景仿真系统的研究

为了提高铁路救援人员培训效率,实现高效、节能、安全的培训救援人员,对铁路救援起重机驾驶模拟器视景系统的开发技术展开了相关研究。利用闭合前向运动学和基于约束的前向动力学的方法构建起重机的动力学模型,建立三维虚拟救援工作场景,通过脚本程序驱动系统动力学计算和图形渲染,最终实现了救援起重机工作过程的可视化模拟。仿真结果表明,本文所开发的视景仿真系统具有较高的逼真度,能够满足铁路救援起重机驾驶模拟器的要求。