一种基于虚拟技术的机械产品设计工作室系统

分析了虚拟现实技术和真实感图形学在三维机械CAD中的应用,在对机械产品造型特征分析的基础上,提出了一种基于虚拟技术的机械产品设计工作室系统,利用基于图像的照明方式和图形处理器的加速功能,实现了实时渲染。为产品设计人员提供了交互式实时操作产品模型、虚拟漫游装配场景和立体显示等功能。对提高设计人员和用户的交流效率,优化设计质量有较重要的作用。     

GPU上的水彩画风格实时渲染及动画绘制

论文提出了一种基于GPU的对三维场景进行实时水彩画效果渲染的方法。该方法的大部分过程使用图像空间的技术实现。算法将画面分为细节层、环境层、笔触层分别渲染,再进行合成。在过程中使用环境遮挡、shadow mapping等技术进行快速的阴影计算,并使用图像滤镜的方法模拟水彩的多种主要特征。由于该方法以图像空间的技术为主,因此可以利用GPU并行处理的特点对计算过程进行加速,进而达到实时的渲染速度。最后建立动画脚本分析系统,进行实时动画渲染,表明该方法在计算机动画、游戏等数字娱乐产业领域有较大的应用潜力。     

实时渲染技术在动画制作流程中的应用

实时渲染(Real-Time rendering)是指通过计算机运算对图像数据进行实时计算与输出的过程,即所见即所得.目前,很多三维游戏大多都是通过对游戏引擎的优化进行实时渲染,此技术的引进可以让游戏画面、虚拟现实画面、艺术装置画面等跟随体验者实现改变,让体验者在不同画面场景中获得与现实世界高度相似的感受.与电影领域离线渲染不同,此技术注重对显卡的运算能力,并非传统的中央处理器.当下阶段的技术条件,实时渲染技术的影响质量难以达到电影特效与动画行业的主流渲染工具带来的效果.基于此,本文从动画电影、动画短片的实时渲染技术为切入点,对实时渲染技术在动画制作流程中的应用进行研究,并总结此技术未来的发展趋势与展望.     

基于FPGA的视频图像监控系统的研究

本文介绍了一种采用FPGA实现视频图像采集与处理的系统,该系统充分发挥了FPGA器件的并行特性,显著提高了图像处理速度,较好地实现了视频图像的实时监控、识别和联动报警功能。     

基于成像光谱仪的频域OCT的实验研究

针对传统点扫描OCT系统的成像速度对OCT在实际研究和应用中的影响,本文提出并搭建了一种高速无扫描频域OCT系统,对该系统的成像分辨率、探测深度与各种噪声进行分析,并提出一种新的消除背景噪声的方法.该系统根据频域OCT和成像光谱仪的基本原理和工作特性,采用一种新的干涉光路以线聚焦方式对样品进行高速数据采集.实验结果表明,这种系统无需任何扫描装置就可得到二维层析图像,在对载玻片8 mm宽度范围成像时,其速度比传统点扫描方式快两个数量级;利用文中提出的数据处理方法成功将背景噪声消除.     

基于计算机图像风格迁移的音乐可视化智能设计研究

目的基于Processing程序识别音乐特征和图像特征,控制图像风格迁移的实时生成效果,尝试将人对音乐和图像的联觉进行可视化表达。方法预处理阶段分别分析输入的音乐文件和图像文件,提取音乐文件中左右声道的实时强度等特征,识别图像文件中色彩空间及单位像素的亮度。数据交互阶段,建立随机生成效果,并以音乐特征和图像特征为因变量控制粒子生成的位置、时机等。画面生成阶段,通过蠕虫效果对每个有效粒子进行动态视觉展示,根据实时更新的有效特征值指导渲染效果,主要控制渲染过程中新粒子的位置和数量,以及粒子的形状、颜色和速度等。结果音乐文件与图像文件同时对图像风格迁移的可视化表达产生影响,不同搭配方式生成视觉画面和风格属性是独特的唯一的;同时,图像重建过程动态可视,屏幕从空白到完成人像效果呈现的完整过程与音乐播放进程实时同步输出。结论将传统的音乐可视化和图像风格迁移相结合,为音乐可视化增加了具体内容表达,为图像风格迁移增加了时序表达;这种实时信息可视化是人工智能模仿人类通感的一种艺术表达形式,同时是一种表演艺术。这种可视化效果可以帮助用户用音乐生成独一无二的个性肖像;也可被广泛应用于艺术家表达音乐和视觉的关联性。     

虚拟影像中的光照与着色技术

一、前言 科技的发展促进了影像成像技术的飞速发展，以数字化成像方式生成的数字虚拟影像已广泛地应用于影视、动漫、游戏和虚拟现实等现代流行媒体当中。虽然采用数字化成像技术虚拟出来的虚拟影像是完全人工设置的结果，但是其追求目标却始终没有离开逼真地模拟自然界中光影规律和质感效果。能够影响虚拟影像是否真实的因素很多，比如模型的象形、动画的流畅或者材质的设置等，但是在众多因素中，影像渲染无疑是一个非常重要的环节。     

三维磁场的快速测量

本文介绍采用ＣＴ技术重建三维磁场图像的圆扫描数据采集方法。与线性扫描方式相比较，提高了数据采集速度。通过对一对Ａ１ＮｉＣｏ５圆柱体任一断面上磁场的测量与成像，表明该系统具有成像速度快、清晰精确等优点。     

随机调相连续信号的模糊函数特性及在医学超声成像上的应用前景探讨

传统的脉冲式医用超声成像系统的模糊函数由于存在周期性的速度模糊和距离模糊，影响了图像的质量和分辨力。本文借鉴噪声雷达理论，证明了随机调相连续波信号具有最优的模糊函数特性，并据此提出了随机调相医用超声成像系统的设计思想。这一思想的提出为克服速度模糊和距离模糊，提高图像质量和分辨力，设计新一代医用超声成像系统提供理论依据。     

数字射线成像中射线对面阵 CCD图像传感器影响的研究

目的 研究数字射线成像系统中X射线对CCD图像传感器及其系统成像质量的影响方式、特点以及图像质量的改善算法。方法 利用实验手段,对CCD图像传感器区域上的受摄像影响的像素数进行了统计,并对统计的结果进行了分析。结果与结论 在DR系统中,x射线对CCD产生的影响直接造成了图像上的单像素、高幅值的尖峰脉冲,针对这种噪声特点,文中介绍了两种滤波算法。     

磁共振成像系统图像信噪比的检测方法

医用磁共振成像(MRI)系统是大型医用影像诊断设备,本文根据医用磁共振成像(MRI)系统的技术特性,参考国际标准,验证、推荐了一种图像信噪比检测方法,该方法科学、简便,可作为计量检测、医院质量控制的技术依据。     

磁共振成像系统图像均匀性的检测

医用磁共振成像(MRI)系统是大型医用影像诊断设备,如何对磁共振影像进行评价,图像均匀性是一项重要指标.本文根据医用磁共振成像(MRI)系统的技术特性,参考国际标准和国家标准,验证、推荐了一种图像均匀性检测方法,该方法科学性、适用性强,可作为计量检测、医院质量控制的技术依据.     

多路CCD成像不均匀性校正算法

在多路CCD成像中,每路图像之间存在不均匀性,造成这种不均匀性的因素十分复杂,常规算法常无法将所有因素都考虑,影响了校正效果.根据图像的非均匀性特征,论文提出了一种基于场景的,采用两点校正理论,利用每路图像之间的线性关系来进行校正的方法,与传统两点校正算法和多点校正算法校正结果进行对比,给出了对比实验的校正结果.这种算法不需要标准辐射图像就可对多路CCD图像进行实时校正.为多CCD成像系统校正提供了一种有效的方法.     

一种全天候高分辨力的成像遥感方式—合成孔径侧视雷达

遥感成像所采用的电磁波波长愈长，受外界的干优越少，但影像分群力越低。合成孔径侧视雷达采用微波作为成像媒体，故能全天候运作，且能达到很高的分辨力，目前可达到0．7米，这是藉助于两种新技术实现的：合成孔径的天线和脉冲压缩技术。本文简明介绍了这种遥感成像系统的原理。     

基于Surfels的实时渲染技术研究

介绍了一种用于实现复杂场景高品质实时渲染的新算法。已有的研究表明，基于传统几何图元的渲染技术必然涉及到大量的求交与消隐计算，而这正是实现实时绘制的瓶颈所在。利用OpenGL虽然可以实现实时绘制，但这是建立在Z－Buffer技术的基础上，并且将场景尽可能地简化来实现实时绘制的一种基于传统几何图元的绘制技术。这样渲染而得的图像质量很低，很难再现纹理及材质的特殊光照效果。笔者将图像与体图形学技术相结合，研究并实现了基于表面元素（Surface elements,即Surfels)的渲染技术，避免了耗时的求交计算，因此大大提高了复杂几何场景的绘制时间。又因为surfels中包含完整的材质属性和纹理信息，从而确保了在快速重绘时的图像质量。     

三维超声地震模型实时成像系统

室内水槽实验是研究地质沉积过程及其演化规律的重要手段,高精度获取沉积过程中的地质体的变化是这类模拟实验非常关键的环节。文章介绍了新研制的三维超声地震模型实时成像系统的主要组成及关键技术。该系统用于模拟海上地震,可以在沉积实验后通过快速测量及对数据的实时偏移处理与成像可以获取变化的多层复杂地质模型动态图像,极大地提高了实验效率和成像精度。该系统具有良好的实时性、成像质量以及探测范围,在对研究地质沉积、海洋地质以及三维地震模型研究等方面有着广泛应用前景。     

亚表面缺陷的实时成像检测

提出一种适合于金属亚表面缺陷的可视化无损检测方法——磁光/脉冲涡流成像方法。该方法以脉冲信号激励产生涡流,以激光对被检测物体的照射取代传统涡流检测的线圈探头,通过磁光传感元件将缺陷引起的磁场变化转换成相应的光强度的变化,由传统的显微镜、照明系统、偏振器和CCD图像传感器组成的光学系统将光强变化转换为“明”或“暗”图像,实现了对缺陷的实时成像检测。本文论述了磁光/脉冲涡流实时成像检测机理,给出了一种实验装置。通过对金属表面/亚表面缺陷实验,表明该检测方法快速、准确,可实现微/纳米级缺陷的成像检测。     

GPU的发展及Maya即时渲染器FurryBall应用初探

图像渲染在电影、动漫的后期制作过程中起着非常重要的作用,渲染速度一直是困扰后期制作各个阶段的问题。GPU图形处理芯片的应用使渲染速度有了根本的改变。本文介绍了GPU的发展以及其推动图形处理技术应用的历程。通过对GPU辅助渲染软件furryBall的测试,对比了CPU和GPU的渲染效果,同时也指出furryBall软件现行版尚待改进的不足。     

电容成像技术及其应用

过程成像技术是近十多年来发展起来的一种新型过程检测技术，可以广泛应用于石油、化工、电力及冶金等行业中的两相流测量。本文结合清华大学自动化系过程成像小组研制的电容成像系统，介绍了电容成像技术的发展和现状，包括电容成像基本原理、微电容测量电路和图像重建算法等。论文给出了现有系统在小型流化床模拟装置上进行测量和连续图像重建的实验结果，并进行了分析。此外，论义对电容成像技术今后的发展作出了展望。     

基于光子映射的并行渲染算法

光子映射是针对光线跟踪以及辐射度算法存在的缺陷提出的一种新的全局光照图形绘制算法,但因其计算量大,难以适用于视景仿真和虚拟现实这样对渲染速度有严格要求的场合.并行化是提高渲染效率的重要手段,通过对不同渲染任务划分方式的比较,得出了一种较为适用的并行渲染任务划分方式,在此基础上,提出并在MPI环境下实现了针对光子映射的并行渲染算法,通过实验证明该算法可以很好适应集群计算环境,在一定程度上提高渲染速度.