大规模外存场景的交互绘制

在场景分割的基础上,提出一种连续分层层次细节模型组织场景,并对视点空间进行划分,为每个视点单元计算恰好满足单元内任意视点屏幕像素误差的场景图节点列表,称为cell-front;然后利用cell-front对外存模型的存储进行重新设计.在绘制时采用多线程技术,绘制线程对当前cell-front进行可见性剔除和视点相关的选择绘制;预取线程采用一种基于视点单元的预取策略,利用视点单元之间cell-front的变化控制预取数据的调度.该算法能够在保证场景绘制质量的前提下,在普通的PC机上实现大规模外存场景的实时交互显示.     

一个交互实时的多分辨率地形绘制系统

本文设计并实现了一个交互实时的多分辨率地形绘制系统，介绍了系统的组成、实时优化方法的以及地形几何和纹理数据表示和管理方法，并通过一实例对地形绘制系统的性能进行了评价。从绘制结果看，系统对地形进行实时优化时折衷考虑了国象绘制质量和绘制速率，在图象质量没有有明显退化的情况下极大地改善了地形绘制的性能。     

海量地形实时动态存储与绘制的GPU实现算法

为了降低实时更新和存储海量地形的形变数据对动态绘制速度的影响,提出一种基于整数小波变换与限制性四叉树相结合的GPU并行动态存储与绘制算法.首先设计面向CUDA并行且无损的基于块的整数小波变换算法和SPIHT压缩算法,提高地形压缩比以减小数据传输量,同时解决了海量地形动态数据存储的编解码的实时性问题,实现了局部动态地形数据的实时存储;然后将小波系数、限制性四叉树层次结构以及模板技术相结合,提出一种自适应三角化和绘制的并行处理算法.实验结果表明,对于海量地形数据,文中算法可以在实现后端及时保存局部形变数据的同时,前端可以保持较高的绘制帧率.     

基于交互模型的可视化建构方法研究与实现

研制具有良好认知意义的可视化软件是可视化技术本身无法解决的问题。本文在提出可视化建构方法的基础上，就发现类可视化的最高目标--交互模型给出了可视化建构的解决方案。通过相关软件的制作和实践，总结了可视化软件的评价原则。     

海量地形数据实时可视化算法

针对海量地形数据实时可视化问题,提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据管理模式．利用视景体裁剪和基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法实现了地形数据的实时装载,采用基于动态二叉树构网的方法实现了地形数据的实时绘制．实验表明,文中方法能够实现基于当前PC机的真实感海量地形数据实时显示与交互操作．     

海量图数据可视化研究

图的可视化技术可以帮助人们更好地展现和探索数据的内部关系,然而随着数据规模的不断变大,传统的图的可视化技术已不适合海量数据的可视化要求。概括了传统的图的可视化技术,分类阐述了当前主流的海量图可视化布局算法的基本原理和特征,分析比较了相关的软件工具,并对海量图数据可视化技术的研究方向进行了展望。     

高频增量数据实时可视化交互实现方法

为满足测控系统对高频增量数据跨平台实时显示与分析能力需求,采用空间换时间的思想,通过态势显示与细节展示相结合的方式,减轻大数据量条件下的图形渲染时间压力。设计前端显示频率动态调整与数据量自动优化算法二者结合,实现高频增量信息实时动态显示与交互的流畅性。通过Echarts工具组件的使用和面向地理信息系统的二次开发,提高了测控信息实时可视化数据分析能力。测试结果表明,通过设定合适的优化系数能够保证可视化软件长时间运行流畅不卡顿,可满足高频增量测控数据实时可视化交互需求。     

基于缓存技术实时交互绘制大场景流域模型*

应用缓存技术将中央处理器将要运行的数据文件直接调入缓冲存储器,以提高中央处理器的有效资源利用率和大场景流域模型绘制的实时交互性。基于此目的,探讨了各种存储器之间的差异性以及当前实时交互绘制大场景流域模型所存在的问题,分析了实现缓存技术的方法,并给出了主要的算法步骤,结果表明：应用缓存技术不仅能够充分利用中央处理器的有效资源,而且可以提高大场景流域模型绘制的实时交互性,使绘制大场景流域模型更加流畅、更加连贯。     

大规模复杂场景交互绘制技术综述

大规模复杂场景的快速绘制是虚拟现实、实时仿真和三维交互设计等许多重要应用的底层支撑技术,也是诸多研究领域面临的一个基本问题.随着近几年三维扫描和建模技术的飞速发展,三维场景的规模和复杂度不断增大,大规模复杂场景的交互绘制受到了国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列研究成果.首先简要回顾了大规模复杂场景交互绘制的研究进展情况;然后通过对其中涉及的主要关键技术进行总结分析,并对国内外典型的绘制系统进行比较和分类,阐述了大规模复杂场景交互绘制的主要研究内容,给出了大规模复杂场景交互绘制系统所应包含的基本组成部分和一般框架;最后对今后的发展方向做出了展望.     

虚拟环境中森林植被的实时可视化技术研究

森林植被的实时可视化技术是复杂虚拟环境渲染的重要组成部分,也是影响虚拟环境逼真度的重要因素。森林植被绘制的实时性是制约VR应用的重要方面。论文综述了虚拟环境中植被可视化的研究成果,对所有的技术方法的优、缺点和应用范围进行了分类比较。最后,展望了植被可视化技术的发展趋势。     

大型网格模型多分辨率的外存构建与交互绘制

结合多分辨率、网格排布和基于视点的绘制技术,提出一种外存多分辨率构建和绘制算法.采用适应性八叉树对模型的包围盒进行划分,自顶向下构建模型的多分辨率层次结构,较好地保持了原模型的细节分布;并对多分辨率结构中每个节点所包含的三角形片段进行网格排布优化,降低了缓存的平均失效率;在实时绘制时,采用基于视点的细节层次选择策略进行模型的细化;最后通过引入数据预取机制来隐藏磁盘I/O延时,进一步提高绘制性能.实验结果表明,该算法在绘制速度与细节保留上均优于同类MRMM算法.     

网络环境下基于外存的大规模流程工厂模型交互绘制

现有的基于网络的远程绘制系统在绘制过程中对网络带宽和时延具有较强的依赖性,为了获得较高的绘制速度,需要耗费大量的预处理时间和存储空间.针对网络环境下模型的设计校审工作对预处理时间、绘制速度和图像质量的实际需求,提出一种基于外存的大规模流程工厂模型交互绘制算法.绘制前,首先从服务器端获取模型的几何参数和拓扑信息;然后根据流程工厂模型特征,在客户端以设备和管线为基本单位组织外存数据,采用体元合并的方法快速完成模型层次细节的计算和存储.分析了校审内容和校审人员的运动习惯,并将其与基于视点可见性的预取算法相结合,在本地实现外存数据的高效预取,且绘制过程中无需传输模型面片信息.实验结果表明,文中方法在普通PC机上能够将具有21 M左右面片模型的预处理时间控制在5 min以内,在保证校审所需图像质量的前提下取得平均30帧/s的平稳帧速,且绘制过程不依赖网络带宽和时延.     

面向网格的可视化系统研究

科学计算可视化是数据和计算密集型应用,传统上常使用并行方法处理．随着计算机硬件性能的提高和网络技术的进步,主流并行可视化平台从高端并行机逐渐转变为PC集群和联网PC并始面向互联网获取资源和提供服务,格作为面向互联网的分布式计算方式,它的出现拓展了可视化应用的资源利用和服务提供范围,促生了可视化领域的一个新研究点：面向网格的可视化．介绍了面向网格的可视化的研究内容、研究现状以及一个基于Java的面向网格可视化系统原型GVis．     

基于分布式渲染架构的远程可视化研究

互联网带宽的增长催生了远程可视化,它有着更好的分享性、移动性和方便性.针对大规模数据的远程可视化问题,提出了一种基于Sort-Last的分布式渲染架构,给出了基于GPU的融合、抗锯齿等算法.该架构用于远程可视化的服务器端,包括渲染节点、融合节点和任务节点等3层结构,具有良好的可扩展性.基于此,实现了一个远程可视化系统Waterman,提供基于Internet的高精地形渲染和海洋排放口污水扩散可视化服务,并给出了详细的设计方法和技术细节,包括基于Raycasting的地形渲染算法、基于陆地掩蔽(mask)方法的海面渲染技术和基于图片、网格模型的客户端混合实现技术等.最后对该架构和系统进行了性能测试和分析.提出的方法实用、鲁棒、扩展性好,可为同类系统设计提供很好的参考.     

Occlusion Culling Algorithms: A Comprehensive Survey

In this paper, occlusion culling techniques that appeared in the last decade are reviewed. Occlusion culling techniques are responsible for reducing the polygons rendered by the graphics hardware with the target of achieving real-time rendering. The various techniques are discussed in detail and a synopsis table with their main characteristics is given.     

A Survey of Volumetric Illumination Techniques for Interactive Volume Rendering

Interactive volume rendering in its standard formulation has become an increasingly important tool in many application domains. In recent years several advanced volumetric illumination techniques to be used in interactive scenarios have been proposed. These techniques claim to have perceptual benefits as well as being capable of producing more realistic volume rendered images. Naturally, they cover a wide spectrum of illumination effects, including varying shading and scattering effects. In this survey, we review and classify the existing techniques for advanced volumetric illumination. The classification will be conducted based on their technical realization, their performance behaviour as well as their perceptual capabilities. Based on the limitations revealed in this review, we will define future challenges in the area of interactive advanced volumetric illumination.