基于GPU的工业CT体数据剖切显示

为了优化工业CT体数据的3维显示性能,必须提高剖切显示的速度,为此可将基于图形处理器（GPU）的编程方法应用到体数据显示算法中来,由于GPU可利用可编程流水线来加速渲染复杂场景,而且图形应用程序可调用片段着色程序来实现剖切显示算法,这样几十个可编程片段处理器可同时对多个像素点进行采样。为了提高剖切显示速度,提出了一种基于GPU的CT体数据剖切显示算法,并首先阐述了如何加载和预处理工业CT体数据,然后给出了Cg应用程序和片段着色程序的设计步骤;最后对工业CT扫描体数据进行了剖切实验。实验结果表明,基于GPU的剖切显示算法不仅生成的图像清晰,具有稳定和较高的帧率,而且计算速度是CPU算法的2～9倍,可满足了工业CT图像系统快速3维显示的要求。     

基于FPGA的高速高质量图像旋转

为了进行高质量、高速的图像旋转变换 ,通过对传统图像旋转矩阵的分解 ,将图像在二维空间中的旋转运算分解成为三次一维空间内的平移运算 ,从而将用于图像旋转运算的二维插值运算简化为在一维空间中进行的一维插值运算。为了保证图像旋转后的质量 ,采用 3阶 B-样条对每次平移后像素点的灰度值进行插值运算 ,并提出了一种基于 IIR和 FIR数字滤波器的 3阶 B-样条插值法的高速实现方案 ;最后针对 2 5 6灰度级 ,2 5 6× 2 5 6像素的图像设计出一种基于 FPGA的高速、高质量的硬件图像旋转及显示系统     

明镜高悬,再现斑斓画卷

十几年来,德州仪器公司(Texas Instruments,TI)一直在开发着一种被称为数字微镜设备(Digital Micromirror Device,DMD)的技术。DMD是一种电极驱动的晶片,TI希望能将它用于高分辨率投影显示。DMD系统的显示原理同常见的液晶系统大相径庭,后者将电子束传送至液晶材料以产生图像,     

基于改进的八叉树算法三维地质建模技术研究

研究地质构造建模问题,为了能够真实反映三维地质体真实形态,针对传统的三维空间数据模型方法难以真实反映现实三维地质体的形态,提出了基于多尺度八叉树细分算法来真实构建三维地质体模型。基于八叉树细分算法的地学对象表达满足了数据多尺度组织和地质体及属性多尺度划分的需求,同时以空间体元建立起了各种地学对象之间的联系,为空间分析奠定了基础,且地质有了数字上的三维显示。经实验证明,本文提出的地质体建模是一种基于八叉树细分算的方法,这种方法可以应付各种复杂常见的地质条件,且准确度高。     

基于DMD的驱动控制系统设计与实现

以DMD(数字微镜设备)为核心的DLP(数字光处理)投影技术有着巨大的应用潜力.因此,主要从DMD的时序驱动控制、数据产生与复位驱动控制3方面介绍了一种基于DMD的驱动控制系统的设计与实现方案,说明了主功能芯片DDC4100驱动芯片和DAD2000复位芯片的使用及功能,并在实际系统测试中成功地实现了对二值图像的显示.     

基于PC的DSA三维重建系统设计

本文使用VC++6.0和OpenGL库,在PC的操作系统Windows2000上,设计了数字减影血管造影(DigitalSubtrac-tionAngiography,DSA)三维重建系统,实现了对DSA图像进行三维重建的功能,该系统可以通过读入一系列二维DSA图像,重建DSA体数据场,并通过体绘制技术显示出血管的三维模型。     

基于3维模型的数字浮雕生成技术

目的 浮雕是雕塑艺术的一种,根据其空间结构和用途的不同分为高浮雕、浅浮雕和凹浮雕3类。随着数字化技术和3D打印技术的发展,数字化浮雕的生成技术已经成为近年来计算机图形学领域的研究热点之一,从3维模型生成浮雕以其真实自然的效果成为浮雕生成的主要方法之一。为了使即将进入该领域的学者尽快了解该方法的现状和发展趋势,本文对3种类型的浮雕生成技术进行了系统的综述。方法 介绍了3种类型的浮雕生成技术,着重比较分析了基于3维网格模型的数字浅浮雕生成过程中的关键技术,存在问题及解决方案。针对复杂3维网格模型在生成数字凹浮雕过程中存在的部分细节信息丢失、特征线类型体现形式不完善、线条与形体间的过渡尚未解决、生成浮雕效果不自然等具体问题,提出了适用于3维复杂网格模型生成数字凹浮雕的研究方案。同时,从角色动画序列出发,对最优浮雕的生成技术进行了探讨,探讨结合信息熵理论计算选择最佳动作及观察视角的场景,还原艺术家的创作过程,为适用于面向3维打印的用户浮雕产品定制服务提供了可行的解决方案。结果 基于3维模型的浮雕生成方法是生成数字浮雕的一种重要方法,如何通过压缩和细节保持相关算法得到效果自然的浮雕模型一直是研究者们研究的热点问题。结论 虽然由3维模型生成数字浮雕是一种行之有效的方法,但是仍存在细节信息丢失、线条过渡不自然、特征线类型不完善等几个值得继续研究的问题,另外一个值得研究的问题就是如何智能地从3维动画序列生成浮雕。     

一种基于广义混沌同步系统的图像加密方案

传统图像加密技术和低维混沌加密技术都有各自的局限性,而高维混沌映射比低维映射具有更复杂的动力学行为以及更好的随机性。在离散混沌广义同步定理的基础上构造了一种四维离散广义混沌同步系统,并设计了一种图像加密方案。 对加密图像进行了安全性测试,如分布直方图、相邻像素相关系数、密文信息熵、密钥敏感性、密钥空间和雪崩效应等。理论分析和数值实验表明,该加密方案的密钥空间达到10²⁸⁸,具有较强的抗攻击性能;对混沌系统参数及初始条件极其敏感,符合保密通信的要求。     

基于PC的DSA三维重建系统设计

本文使用VC++6.0和OpenGL库,在PC的操作系统Windows2000上,设计了数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography,DSA)三维重建系统,实现了对DSA图像进行三维重建的功能,该系统可以通过读入一系列二维DSA图像,重建DSA体数据场,并通过体绘制技术显示出血管的三维模型.     

基于DMD和分数傅里叶的动态全息体视图显示

体视全息术是一种准三维显示技术,较之传统全息图,体视全息图大大降低了记录物体三维信息的数据量,使得计算机生成体视全息图成为可能,而空间光调制器SLM的不断发展也推动了全息显示系统的发展.分析了数字微镜器件DMD对光场的调制特性,将分数傅里叶变换算法用于体视全息图的生成,提出一种基于DMD的全息显示系统,实现了分数傅里叶变换体视全息图的动态显示.实验结果表明该系统能够较好地产生动态3D透视感,为基于DMD的全息显示搭建了系统平台.     

基于旋转螺旋屏的三维立体成像系统研究

针对前两代体三维(V3D)成像系统存在图像轮廓不够清晰问题,提出并实现了一种基于空间光调制器和双螺旋投影面的被动式旋转体扫描三维(RSV3D)成像系统。分析了系统的组成和工作原理,并详细讨论了组成系统的三大功能模块:成像空间、体素激活装置和V3D引擎的硬件与软件设计思想,并提出了多螺旋切片图形的重构算法和优化处理措施相结合的方案,以降低三维图像海量数据的传输和存储难题。实验结果显示:该系统可以产生高清晰度的空间三维图像,验证了该系统研制方案的可行性。     

Practical implementation of a depth‐feeling‐enhanced two‐plane electro‐floating display system using three‐dimensional integral images

Abstract— Although there are numerous types of floating‐image display systems which can project three‐dimensional (3‐D) images into real space through a convex lens or a concave mirror, most of them provide only one image plane in space to the observer; therefore, they lack an in‐depth feeling. In order to enhance a real 3‐D feeling of floating images, a multi‐plane floating display is required. In this paper, a novel two‐plane electro‐floating display system using 3‐D integral images is proposed. One plane for the object image is provided by an electro‐floating display system, and the other plane for the background image is provided with the 3‐D integral imaging system. Consequently, the proposed two‐plane electro‐floating display system, having a 3‐D background, can provide floated images in front of background integral images resulting in a different perspective to the observer. To show the usefulness of the proposed system, experiments were carried out and their results are presented. In addition, the prototype was practically implemented and successfully tested.     

真三维立体显示技术

当今 ,在二维平面显示器流行的时代 ,一种三维立体显示器及其相关技术正在迅速兴起 .通过介绍常用的几种表示三维数据的显示方式 ,解释了基于体素的三维显示技术 ,并介绍说明了三维显示技术的几种主要类型 ,然后在此基础上 ,又重点介绍了真三维立体显示技术的基本原理、主要技术的发展过程 ,并对采用该技术的几种主要产品的基本原理进行了必要的说明 ;接着解释了真三维立体显示器的一些主要性能参数 ,比较了几种目前最新产品的性能 ;最后 ,对真三维显示器的应用前景作了简要阐述 .     

Transpost: a novel approach to the display and transmission of 360 degrees-viewable 3D solid images

Three-dimensional displays are drawing attention as next-generation devices. Some techniques which can reproduce three-dimensional images prepared in advance have already been developed. However, technology for the transmission of 3D moving pictures in real-time is yet to be achieved. In this paper, we present a novel method for 360-degrees viewable 3D displays and the Transpost system in which we implement the method. The basic concept of our system is to project multiple images of the object, taken from different angles, onto a spinning screen. The key to the method is projection of the images onto a directionally reflective screen with a limited viewing angle. The images are reconstructed to give the viewer a three-dimensional image of the object displayed on the screen. The display system can present images of computer-graphics pictures, live pictures, and movies. Furthermore, the reverse optical process of that in the display system can be used to record images of the subject from multiple directions. The images can then be transmitted to the display in real-time. We have developed prototypes of a 3D display and a 3D human-image transmission system. Our preliminary working prototypes demonstrate new possibilities of expression and forms of communication.     

Circular camera array system for 3‐D displays based on the reconstruction of parallax rays

Abstract— A circular camera system employing an image‐based rendering technique that captures light‐ray data needed for reconstructing three‐dimensional (3‐D) images by using reconstruction of parallax rays from multiple images captured from multiple viewpoints around a real object in order to display a 3‐D image of a real object that can be observed from multiple surrounding viewing points on a 3‐D display is proposed. An interpolation algorithm that is effective in reducing the number of component cameras in the system is also proposed. The interpolation and experimental results which were performed on our previously proposed 3‐D display system based on the reconstruction of parallax rays will be described. When the radius of the proposed circular camera array was 1100 mm, the central angle of the camera array was 40°, and the radius of a real 3‐D object was between 60 and 100 mm, the proposed camera system, consisting of 14 cameras, could obtain sufficient 3‐D light‐ray data to reconstruct 3‐D images on the 3‐D display.     

一种面向VR多投影环幕设备的可视化结果显示方法

传统显示设备难以满足大规模复杂数据可视化结果显示的需求,而VR多投影环幕显示设备提供的沉浸式显示环境可以良好地应对复杂数据可视化显示的使用情景。提出一种面向VR多投影环幕设备的可视化结果显示方法,通过设计多投影环境中兼容2D与3D显示的渲染流程,解决了传统方法中出现的画面渲染模糊问题。同时,该方法通过3D运动模拟计算以及交互射线计算解决了在新渲染流程下的立体显示和交互坐标转换问题。实验结果表明,该方法有效地提高了多投影环境中可视化结果画面的清晰度,并支持立体显示与交互。     

Real-time video-based modeling and rendering of 3D scenes

Our work targets 3D scenes in motion. In this article, we propose a method for view-dependent layered representation of 3D dynamic scenes. Using densely arranged cameras, we've developed a system that can perform processing in real time from image pickup to interactive display, using video sequences instead of static images, at 10 frames per second. In our system, images on layers are view dependent, and we update both the shape and image of each layer in real time. This lets us use the dynamic layers as the coarse structure of the dynamic 3D scenes, which improves the quality of the synthesized images. In this sense, our prototype system may be one of the first full real-time image -based modelling and rendering systems. Our experimental results show that this method is useful for interactive 3D rendering of real scenes     

基于嵌入式的人脸图像采集显示系统的制作

针对目前嵌入式开发平台上视频显示不流畅的现象,文中提出通过USB 摄像头采集人脸图像的方案。该方 案是基于三星S5PV210 处理器和嵌入式Linux 操作系统,并在其移植了Qt 和OpenCv。文章介绍了以USB 摄像头为视频图像 采集设备,通过OpenCv 进行视频图像采集的过程,以及通过Qt 实现人脸图像实时显示在LCD 屏上的过程,经测试图像能够 在LCD 屏上流畅显示,为实时在嵌入式平台上流畅显示视频图像提供了方案。     

基于矩阵变换的立体视频播放技术研究

立体图像按存储方式不同分为立体图片和视频,把左右格式立体图像准确传输到裸眼3D显示器的亚屏幕,是3D播放的关键技术。针对不同存储格式的立体图像,使用矩阵变换及视频融合算法,在FFmpeg函数库基础上构建立体视频播放器。实验表明该算法能将立体图像正确映射到左右眼亚屏幕。     

基于逆向投影的全景泊车系统设计与实现

全景泊车系统利用安装在车身前后左右的4个广角摄像头实时采集周围的图像,并传送给图像处理设备进行校正、俯视变换和图像合成,最后在显示屏上形成一幅360°的全景俯视图。系统以处理器HI3520D和视频解码器NVP1918C为硬件核心,以鱼眼校正、投影变换和逆向投影算法为软件核心,最终实现实时显示无缝和清晰画面的360°全景泊车影像系统。