太空场景光照仿真方法研究

建立一个逼真的太空环境,在航天训练模拟器的设计中,存在对星空光照和大气散射特性逼真度差的问题.为解决上述问题,提出了一种太空场景的光照仿真方法.首先对太空场景中的有效光源进行建模,分析各光源的光照贡献情况.然后在光照模型基础上,对航天器处于地球本影区和伪本影区的情况分别进行计算,并考虑地球漫反射光对环境光的影响.最后结合太空光照环境特点和视觉系统生理特性,采用色调映射算法进行场景显示亮度优化.对比真实太空图像进行验证,表明改进方法可以有效提高太空场景仿真的逼真度,所采用的亮度调节方法也切实可行,不仅实现简单高效,而且计算灵活性好,很好地满足了仿真训练的真实感和实时性的指标要求.     

基于辐射度与Phong模型的高级光照模型及光照跟踪实现

光线跟踪算法所基于的Phong光照模型对于面片之间的辐射与色素渗透效应（即漫反射相互反射，diffuse interreflection）表现不足，该文在辐射度与Phong光照模型的理论基础上提出了高级光照模型，并对该模型提出相应的简化模型及加速算法予以实现。     

光照突变场景中结合Phong模型的分层差分前景检测

针对前景检测中光照突变问题和非平稳背景扰动问题,提出一种块级-像素级分层背景差分结合Phong模型的前景检测方法。首先,利用块级Sigma-delta背景差分算法快速检测前景区域且有效处理非平稳背景,然后利用Phong模型对前景区域进行光照突变处理提取出粗目标,最后利用像素级Sigma-delta算法对粗目标执行像素级前景提纯操作和对背景进行更新。实验表明,该方法在光照突变场景中及非平稳背景中能鲁棒实现前景检测。     

基于VRML的三维地形场景生成.

详细分析了VRML的特点、动态交互的原理及其在VRML中三维地形场景的生成技术。依照VRML语法扩展了适合三维地形网络表达的VRML原型节点，从而将使三维大规模地形数据可直接进入VRML世界、高精度数学运算和实时交互漫游。     

基于分形理论的三维地形场景的真实感绘制

如何在PC机上进行三维地形场景的真实感绘制一直是一个挑战性课题。三维地形场景的真实感绘制追求的两个目标是绘制的逼真度和绘制的实时性,需要在不明显降低图像质量的条件下保持较高的交互帧速率。该文运用分形理论生成三维地形场景,为了满足实时性的要求,采用连续LOD算法和其它技术来加速地形绘制;为了满足逼真度的需求,采用纹理映射和光照映射。这种方法可以在普通微机上基于分形理论实现三维场景的真实感绘制,达到实时性和逼真度的要求。     

面向仿真的流域三维地形加工过程研究

三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素，也是虚拟仿真视景系统的重要组成部分，但是地形真实性和虚拟仿真系统的快速性构成矛盾。针对这一矛盾，结合“数字清江”项目，介绍了流域三维地形模型两种加工方法(即地形图数字化和摄影测量)，增强了三维地形真实性；并针对仿真系统的要求进行模型再加工，提出了三维地形按照层次细节模型进行数据简化和地形分块调度的思想，提高仿真系统速度。     

灾害易发区大场景可变地形特征三维建模仿真

针对传统可变地形特征三维建模方法获取的地形特征模型逼真度不高的问题,提出一种基于三维激光扫描系统的灾害易发区大场景可变地形特征建模方法.首先利用三维激光扫描系统获取灾害易发区地形地貌特征图像,然后对获取的图像进行激光脉冲信号放大、转换以及图像去噪等处理,最后在处理好的数据基础上绘制线、面、体,实现实景复制,建立地形...     

大规模三维地形仿真的实现

由于大规模二维地形数据量非常大,所以需要使用一定的方法减少地形的数据量以支持快速的运算和绘制。本文结合LOD技术和视锥裁减技术,实现了大规模三维地形仿真。     

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。     

基于三维场景的飞行回放仿真系统研究

针对当前机载数据处理以数据分析和二维图表为主,而现有飞行回放可视化上架软件成本过高的现状,为在普通PC上直观再现飞行过程,提出并建立了三维场景的飞行回放.该系统根据视点位置实时读取、渲染和显示不同地形块,根据飞机的高度选择不同精度的地形数据模型,解决了高原机场周边山地大规模地理信息数据与计算机实时处理能力的矛盾,实现了逼真、流畅的飞行回放.仿真实验结果表明,该系统飞行回放仿真动画速度到达20帧以上,能直观反映飞行状态,且成本低,对飞行事后分析具有重要参考价值.     

基于OpenGL的三维地形的模拟

三维地形模拟一直是虚拟现实、地理信息系统(GIS)等领域的研究热点.提出了一种基于不同层次的多边形网格模型的地形生成算法,采用多重纹理映射技术,通过插值对应网格基本元素的位置实现模型之间的平滑过渡并生成地形连续LOD模型.通过该技术可以简化场景的复杂度,并对图形的真实感程度损失比较小.该算法是在VC++6.0平台上利用OpenGL编程技术实现的.实验表明:该算法具有较低的时间和空间开销,适合大规模三维地形的模拟.     

基于DirectSound实现三维真实感声音生成

听觉通道是虚拟环境系统中最重要的接口之一,真实感声音模拟是构建高度真实感和沉浸感虚拟环境不可或缺的一部分。DirectSound对三维真实感声音模拟提供了很好的支持,是目前在真实感声音生成领域非常优秀的开发接口。该文简要介绍了真实感声音生成的相关理论,使用DirectSound模拟真实感声音涉及到的几个接口对象,详细论述了影响虚拟环境中三维声音听觉效果的因素。以及如何利用DirectSound程序开发接口实现这些因素对三维声音听觉效果的影响。最后给出了使用DirectSound生成三维真实感声音的具体步骤,并开发了一个简单的测试程序。     

基于OpenGL与Perlin噪声的3D地形仿真

随着互联网技术的革新与进步,3D仿真技术在游戏、动漫中的应用愈发显得重要.针对随机中点位移法生成的山体缺乏较好的细节性以及失真性问题,本文提出一种基于OpenGL与Perlin噪声算法生成仿真3D地形环境的方法.传统Perlin噪声算法生成的高程图较为平缓,因此采用分形及湍流算法对高程图进行优化,可以产生明显冲突,更符...     

基于四叉树结构的多分辨率三维地形网格模型

1.引言 三维地形的可视化是仿真、虚拟现实等科学可视化领域的关键技术.尽管近些年来计算机硬件技术得到了极大的发展,但三维地形作为一种复杂场景,其复杂程度往往超过了计算机图形系统的交互显示能力,而且现在模型的增长速度,也远远超过了硬件绘制能力的增长.因此人们试图通过算法和软件技术,在所期望的硬件性能和实现硬件水平之间搭起一座桥梁,三维地形数据的简化技术就是其中的一个重要研究内容.     

基于数字地面模型的公路实时三维动画

研究了一种用数字地面模型和公路设计数据实现实时三维动画的方法。首先利用Delauany三角化方法构造数字地面模型，然后将公路设计数据与数字地面模型进行叠加。为解决叠加过程中的相容性问题，提出了先将地界约束边界线插入Delauany三角形网格，然后重新三角化的方法。为加快渲染速度，提出了多分辨率显示和网格数据结构相结合的加速措施。文中的方法在实践中得到了验证。     

基于图像三维地形模型的路面裂缝自动检测

针对现有裂缝检测算法的不足,提出一种新的路面裂缝自动检测算法。将二维平面图像映射到三维空间曲面,使得在二维平面中难以描述的裂缝信息在三维曲面中能通过一条狭长的“山谷”来准确地描述。通过分析三维曲面中“山谷”的曲率特征,采用基于微分几何的空间检测算子准确提取曲面中的“山谷”,并映射到二维图像平面中作为裂缝点,成功检测到绝大部分裂缝信息。     

基于蝶形细分自适应算法的三维地形仿真

基于格网法提出了蝶形细分自适应算法进行三维地形模拟,以原网格顶点的法向量为约束条件,通过对初始三角形控制网格进行多阶曲线迭代插值的非静态细分,实现几何造型.插值点的计算依据网格的局部几何特征,根据三角形网格上顶点的平坦度进行有选择性的自适应细分,同时对细分过程中产生的曲面裂缝加以弥补.地形仿真实例显示新的自适应细分方法可以很好地继承原始网格的形状特征,在曲面的光滑度和真实性上更加完善,加快了图形处理的速度.     

三维动态多分辨率地形模型的研究

为了绘制大规模地形图,适当地减少数据,利用四叉树结构存储采样点,提出了一种与地形特征和视点相关的实时动态的多分辨率地形模型。在三维场景漫游和切换中,采用二级缓冲机制实现场景数据的快速调度和绘制,同时提出了基于细分评估函数的自适应LOD算法。随着分辨率的动态变化,实时递归地构建绘制当前视域地形所需的数据集。而且在起伏变化大的地形中利用有限的采样点,根据地形特征进行距离加权插值,最终提高特定地区的分辨率和绘制效果。     

基于随机中点位移法的三维地形模拟

分形布朗运动FBM是分形几何的重要内容,利用它可以构建出极具分形特性的三维几何模型,这种几何模型可以用来生成多种不同的自然对象,如山脉、云彩等的真实感图形。随机中点偏移法是生成分形布朗运动的重要方法。该文简单介绍了随机中点位移法模拟地形的几种方法,特别是其中的菱形-方形法(Diamond-Square法),详细介绍了其原理,位移量以及实现的算法,并且给出了具体的模拟图。