基于卫星云图的三维立体云仿真

真实立体云仿真是计算机图形学中非常实用的研究.为了实时和逼真研究立体云图仿真,提出了一种基于卫星云图的三维立体云仿真方法.首先利用Micaps3.0处理卫星云图,提取二维云图像,然后从二维云图像中提取云的三维信息,并对其进行空间填充,最后通过充分利用GPU硬件加速改进性能,利用改进Billboard算法实现三维立体云仿真.与以往三维云实现方法相比,改进方法实现简单而且十分高效.实验表明,在气象地理信息系统应用中,方法可以获得更加实时、真实三维立体云效果.     

虚拟现实中的三维卫星云图技术研究

使用卫星云图对云仿真是虚拟现实视景仿真中的一项新技术.以卫星云图原始数据为数据源,从中提取定位和定标信息,文章从坐标和投影变换、云图数字高程模型(DEM)生成和三维仿真实现三个主要方面详细介绍了虚拟现实中三维卫星云图的实现方法.生成云图DEM是三维化的关键,这里用墨卡托投影生成规则云图网格,用大地主题解算计算距离,用火箭外弹道学的方法来计算高程.     

直接体绘制技术研究

直接体绘制技术是可视化研究领域的一个重要分支,是目前最活跃的可视化技术之一。该文首先介绍了体绘制技术的原理,分析其实现的关键技术及算法。然后介绍了可视化工具VTK,及其对光线投射算法的实现过程。     

直接体绘制技术研究

直接体绘制技术是可视化研究领域的一个重要分支,是目前最活跃的可视化技术之一。该文首先介绍了体绘制技术的原理,分析其实现的关键技术及算法。然后介绍了可视化工具VTK,及其对光线投射算法的实现过程。     

基于曲面建模的三维地质体体绘制研究

体绘制技术因为其相对于面绘制技术能够更好地反映三维体的真实结构,因而越来越受到人们的重视.提出了一种基于曲面建模的地质体体绘制方法,并在此基础上引入原始钻孔点的穷举搜索来获得散乱点以生成曲面.并根据现场数据的特征采用了适合中小型数据量插值拟合计算的改进谢别德插值来实现曲面的生成.产生曲面之后,使用了现在被普遍采用的基于图像空间序的光线投射算法完成地质体的体绘制,并在此基础上实现了剖切,缩放等三维体的交互操作.     

体绘制方法研究与实现

体绘制方法是当前研究的一个热点问题,它的应用遍及医学、地质学、物理学、和科学计算等诸多领域。但目前它仍处于发展阶段,有许多问题都有待于进一步的研究。该文对体绘制方法中的若干算法进行了研究与比较,实现的算法是基于开发平台windows SDK,用C语言和原始的API编写Windows程序,以提供最佳的性能、最强大的功能和最大的灵活性。     

体绘制方法研究与实现

体绘制方法是当前研究的一个热点问题,它的应用遍及医学、地质学、物理学、和科学计算等诸多领域。但目前它仍处于发展阶段,有许多问题都有待于进一步的研究。该文对体绘制方法中的若干算法进行了研究与比较,实现的算法是基于开发平台windows SDK,用C语言和原始的API编写Windows程序,以提供最佳的性能、最强大的功能和最大的灵活性。     

工业CT数据场面绘制和体绘制改进算法研究

工业CT图像的重建速度和精度是工业CT产品的两个重要指标。针对面绘制的MC算法提出了一种基于相似性区域分割的三维工业图像表面重建算法,实现了准确分割,并利用分割结果精确地提取等值面,显著提高了检测效率;针对体绘制的光线投射算法提出了一种基于二维最大熵阈值的分割预处理方法,利用二维直方图熵最大化寻找阈值的最佳组合,能有效减少重建体数据量,实测数据表明体绘制速度明显提高。     

体绘制技术

可视化技术是继计算、实验两大科学研究方法之后的第三种研究方法,体绘制技术作为可视化技术的一个重要分支,已经取得长足发展。对常用体绘制技术进行了分类,并且指出、分析了各自特点及适用场合,为进一步应用、改进这些技术提供参考。     

基于GPU的烟雾数据体面混合绘制技术研究

研究烟雾等大规模体数据在虚拟场景中实时可视化的技术是一种新的体面混合绘制技术,在灾害现象仿真中有着重要的应用。在处理体面混合绘制时,已有的绘制算法难以实时地处理体数据的遮挡和裁剪,并在内窥绘制中出现片元空洞。针对以上问题,提出一种基于GPU的体面混合绘制算法,将体数据视为参与介质,同时将面绘制的结果作为体绘制的积分域约束条件,从而把面绘制中的裁减算法推广到体数据的绘制中,实现了体面混合绘制的无缝融合。仿真结果表明算法能够实时地绘制虚拟场景中的大规模体数据,并且能够处理复杂的内窥效果。     

基于数字人彩色图像的三维重建算法研究

对数字人彩色照片数据进行高质量的实时三维表面重建提出了一种新算法。该算法利用交互分割平台提取出彩色体数据中单个器官的三维表面点集,再根据对二值体数据滤波后的灰度值计算灰度梯度估算得到表面点的法向量。最后用带颜色的表面点来描述器官的三维表面,利用显卡OpenGL接口对表面点集进行三维显示。在微机环境下对美国数字人照片数据集中的肝脏和肺部两个器官进行了三维重建,在保证图像质量的前提下重建速度超过25帧/s。提出的算法能对高分辨率的彩色体数据进行高质量的实时三维表面重建。     

An interactive rendering system using hierarchical data structure for earth-scale clouds

This paper presents an interactive system for realistic visualization of earth-scale clouds. Realistic images can be generated at interactive frame rates while the viewpoint and the sunlight directions can be changed interactively. The realistic display of earth-scale clouds requires us to render large volume data representing the density distribution of the clouds. However, this is generally time-consuming and it is difficult to achieve the interactive performance, especially when the sunlight direction ca...     

Use of potential functions in 3D rendering of fractal images from complex functions

Computer graphics is important in developing fractal images visualizing the Mandelbrot and Julia sets from a complex function. Computer rendering is a central tool for obtaining nice fractal images. We render 3D objects with the height of each complex point of a fractal image considering the diverging speed of its orbit. A potential function helps approximate this speed. We propose a new method for estimating the normal vector at the surface points given by a potential function. We consider two families of functions that exhibit interesting fractal images in a bounded region: a power function,f _{, c}(z)=z +c, where is a real number, and the Newton form of an equation, where ¦¦=1 and >0.     

基于图像的点云初始配准

针对地面激光点云的分辨率不同等问题,提出一种不借助额外装置,把二维图像与三维点云相结合的初始配准方法。把不同分辨率点云均匀滤波,根据深度值把三维点云转化为二维灰度图,利用SURF算法提取图像的特征匹配点对;根据映射关系找到三维特征匹配点,利用单位四元数法求出变换矩阵完成点云初始配准。实验结果表明,该算法对于地面激光数据的配准,无论从配准的精度上还是时间上均有很大提高。     

并行绘制系统Chromium中的3D模型数据压缩

网络带宽不足严重限制了Chromium等并行图形绘制系统渲染巨型几何场景的速度。通过对网络传输中的几何数据进行无损压缩,提出了一种能有效缓解网络负荷的方法。该方法可以很容易地实现不同算法对特定几何数据的压缩。实现了ZLib和哈夫曼算法对Chromium系统的压缩,测试了系统对10类OpenGL应用程序的加速比和压缩比,以及在4种配置环境下的并行运行效果。使用ZLib算法时,测试程序的运行速度都有不同程度的提高,最高提升3倍;数据压缩比平均在5.0以上,最高为30;并行绘制加速比在单服务器数目下最高。ZLib算法整体表现良好,能有效减少网络通信量。     

三维地形场景的真实感绘制

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。为了满足实时性的需求,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SAR图像进行纹理映射,采用光照映射实现场景照明和明暗处理。     

A parallel algorithm for detection of linear structures in satellite images

To enhance linear structures in a gray level image, local operations with an additive score are normally used. Here a multiplicative score is used instead which gives better results than the additive one. The problem of segmenting the image of the multiplicative score is then dealt with where the threshold value can be automatically selected. The experimental results on some satellite images are reported.     

基于PC集群的三维图形并行渲染性能分析

研究基于PC集群的三维图形并行渲染性能问题,从网络性能、算法复杂度、并行分配机制等几方面分析了影响并行渲染性能的关键因素。在千兆以太网PC集群上进行了基于通用MPI和OpenGL的三维图形并行渲染仿真测试,给出了数据及分析结果,给出了合理构建并行三维图形渲染系统的建议,通过平衡图形算法复杂度和网络性能以达到最佳并行性能。     

A heterogeneous computing system for coupling 3D endomicroscopy with volume rendering in real-time image visualization

Modern microscopic volumetric imaging processes lack capturing flexibility and are inconvenient to operate. Additionally, the quality of acquired data could not be assessed immediately during imaging due to the lack of a coherent real-time visualization system. Thus, to eliminate the requisition of close user supervision while providing real-time 3D visualization alongside imaging, we propose and describe an innovative approach to integrate imaging and visualization into a single pipeline called an online incrementally accumulated rendering system. This system is composed of an electronic controller for progressive acquisition, a memory allocator for memory isolation, an efficient memory organization scheme, a compositing scheme to render accumulated datasets, and accumulative frame buffers for displaying non-conflicting outputs. We implement this design using a laser scanning confocal endomicroscope, interfaced with an FPGA prototyping board through a custom hardware circuit. Empirical results from practical implementations deployed in a cancer research center are presented in this paper.     

Derivation of 3D cloud animation from geostationary satellite images

Large-scale cloud animation is crucial to TV weather presentation, weather observer training and video products. In this paper, a physically based system is presented for the derivation of time-varying 3D clouds from geostationary satellite images. Cloud properties are derived from a set of meteorological models while the clouds are rendered by graphics models, the proposed method thus presents a new modeling methodology, which integrates the reality of the data with the realistic visual feeling. In particular, image pixels are first classified into cloud-free, water cloud, ice cloud, thin cirrus cloud in terms of their spectral signature. Then, cloud top surface, cloud bottom surface and cloud extinction are generated by applying different combinations of images. Finally, clouds are rendered under various light directions or view directions. The results have indicated that the proposed method can yield a realistic and approximately valid clouds with similar appearance to those in the input satellite images.