运用八叉树3D纹理实现CFD数据场的直接体绘制

基于3D纹理的直接体绘制算法可以在保证图像质量的同时达到较好的交互性能,但由于纹理内存的限制,大规模数据场的3D纹理直接体绘制比较困难。作者提出了一种适用于计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)数据场的八叉树3D纹理分割算法。该算法首先对数据场进行层次分割,然后根据CFD数据场的四面体网格特点插值生成规则网格数据场,最后生成基于八叉树结点的3D纹理子块。试验证明该算法可以较好地实现CFD大规模数据场的直接体绘制,渲染速度基本达到交互性的要求,较好地体现数据场内部的层次与结构关系。     

基于八叉树邻域分析的光线跟踪加速算法

八叉树是加速光线跟踪常用的层次划分结构,为加快八叉树跟踪光线的过程,论文研究了运用八叉树邻域分析提高光线与八叉树节点之间的碰撞检测速度的方法,提出了一种结构简单、计算效率更高的八叉树节点的邻域分析算法。运用该算法可由现碰撞节点快速计算出下一碰撞节点,避免了采用大量递归搜索计算,从而提高了图像的渲染速度。实验结果表明,使用论文提出的邻域分析进行碰撞检测,效率比传统算法提高了3倍以上,大大提高了光线跟踪的速度。     

基于八叉树编码的点云数据精简方法

针对逆向工程中的点云数据预处理,分析了现有数据精简方法的不足,提出了基于八叉树编码的均匀精简方法。应用八叉树编码法划分点云邻域空间为多个指定边长的子立方体,保留每个子立方体中距中心点最近的点,实现从空间整体角度对点云的精简。对涡轮叶片测量数据进行了精简测试,证明了该算法的有效性和实用性。     

基于八叉树的三维网格模型体素化方法

利用八叉树结构的编码特性,提出一种将三维多边形网格模型离散成体素表示。进而产生整个模型的体素表示的算法,提出利用多边形网格轮廓体素和模型内、外体素序列的标志位特性,将三维网格模型内部体素化,纠正了Flooding算法在处理内部封闭空腔时产生的错误。算法可在PC平台上实现。通过证明和实验可知,本算法能产生准确的26-邻接体素模型,并且具有较高的执行效率,能取得较好的效果。     

先序遍历动态八叉树碰撞检验算法的研究

碰撞检测技术是虚拟现实技术中的关键问题,本文创新的提出基于先序遍历八叉树算法,此算法大幅减少碰撞检验的数据运算量,提高数控仿真显示效果及流畅性。     

基于自适应采样的自由曲面偏置算法

应用基于形状的自适应采样算法，给出了一种自由曲面的偏置.算法。首先从微分几何的观点出发，建立了原曲面与偏置曲面之间曲率上的对应关系。然后在原曲面上根据偏置曲面的曲率分布进行数据点的采样计算，并将采样结果进行偏置处理，最后得到给定精度下的偏置曲面。算例表明，给定相同的允许误差，本方法能明显减少所需偏置点的个数，降低了偏置曲面插值及进一步处理的难度。     

一种空间BRDF的编辑算法

双向反射分布函数（BRDF）一直是图形学中物体表面外观表现最通用的方法,空间BRDF是目前最优的一种BRDF,它只比标准RGB纹理多占用很小的存储空间,却达到了更加逼真的效果。但是,SBRDF的获取过程极为复杂和烦琐。该文提出了一种手工编辑SBRDF的算法,它不仅可以处理测量获取的SBRDF纹理,也可以利用标准的数字图像来实现SBRDF并进行更改。最后,通过实例渲染效果展示了该编辑工具的功效。     

基于八叉树的复杂产品模型实时绘制技术

给出基于OpenSceneGraph场景模型的信息提取方法,利用八叉树对场景模型进行分割和视锥体剔除,有效提高了实时绘制的效率,尤其是对浏览场景细节时的绘制效率提高最为明显。采用基于分页技术的Pagelod方法,实现模型的动态调度,以减少I/O的负载,满足在有限硬件条件下虚拟场景中复杂产品模型的实时绘制要求。     

基于自适应能量聚集和动态规划的体视算法

为了得到准确、稠密的视差图,提出了一种利用自适应能量聚集和动态规划的立体匹配算法.该算法首先根据颜色相似性和空间距离计算窗口内所有像素的视差支持权值,并利用自适应能量聚集方法得到视差空间图;然后引入一种加强顺序约束和遮挡约束的动态规划的方法,求得参考图像中所有扫描线上的最优路径并处理遮挡问题;最后使用一些国际标准立体图像进行了实验.结果表明,与传统的动态规划算法相比,本算法可以减少典型的条纹状瑕眦,同时保持目标边缘的清晰,在视差不连续区域和大的无纹理区域均能取得很好的效果.     

一种新的变步长LMS自适应滤波算法

通过建立步长因子μ与误差信号e之间的非线性关系，提出一种新的基于抽样函数的变步长LMS算法，并进行了计算机仿真．结果表明，该算法除了具有传统LMS算法计算量小、稳定性较好、简单易于实时处理等优点外，其收敛速度、稳定性以及跟踪速度均优于传统固定步长LMS算法抽样函数、SVSI—MS算法。     

柱形八叉树模型的运算规则及应用

八叉树模型是计算机科学中常用的一种非线性数据结构。它在工程中有广泛的应用。笔者选用柱形坐标空间作为八叉树模型的根结点，提出了一个由三维实体的CSG模型按递归方式生成实体八叉模型的算法，找出了八叉树中的平移、旋转、镜像等运算规则，并给出了八叉树模型求并、交、差的算法。文后给出了八叉树模型在空间物体碰撞方面的应用实例。     

实时水面模拟方法研究

提出了一种基于GPU的水面实时模拟方法。该方法不依赖于噪声图,而实现了实时的水波生成、折射和反射效果的菲涅耳合成以及水面光照模型的计算。利用GPU在片段处理前的光栅化处理,该方法渲染负荷不会因水面大小和精度而增大。且依赖GPU的高速计算能力,方法可以达到实时。     

一种基于标识与平面自然特征的三维注册方法

提出了一种基于标识与平面自然特征相结合的三维注册方法.首先利用已知尺寸的标识获取待注册平面的初始三维注册矩阵,在标识被遮挡情况下利用当前帧与前一帧图像间的单应性关系恢复出当前三维注册矩阵.实验结果表明该方法在很大程度上提高了单纯基于标识的三维注册系统的健壮性与可用性.     

国画一笔多色的计算机模拟

针对国画的笔道颜色分布会随运笔的缓疾、力度轻重而异的特点,提出了运用多个单色笔道叠加的方法,实现了"一笔多色"国画技法效果的计算机模拟。重点探讨了叠加笔道的数量、多色笔道的实时显示、多色笔道的整体删除等问题。笔道叠加算法避免了逐点填充笔道的复杂过程,保证了笔道颜色渐变在效率最优的情况下达到最大分辨率。仿真算法表明,绘制效果既保留了原笔划钩提顿挫的力度特性,又巧妙地解决了笔划中色彩过渡的问题,整体效果逼真细腻。     

基于感性工学的通用飞机涂装设计方法研究

目的 探索感性工学在通用飞机涂装设计领域中的适用性及应用价值。方法 首先,从理论层面介绍飞机涂装设计以及感性工学。其次,在现有通用飞机涂装设计研究的基础上,提出了一种基于感性工学的通用飞机涂装设计方法,并阐述了具体的步骤及要求。最后,以某型正常类通用飞机为案例进行了应用研究。结果 分析结果表明,对通用飞机涂装感性认知影响最大的5个感性语汇分别是“灵巧的”“新能源的”“创新的”“流线型的”和“安全的”,并且通用飞机涂装感性语汇间的相关性非常显著。以感性语汇分析结果作为设计目标的涂装方案获得了良好的设计效果。结论 基于感性工学的飞机涂装设计能够更好地满足用户的感性认知需求,感性工学方法在飞机涂装设计领域具有良好的适用性和广泛的应用前景。     

一种基于位置关系判定的GPU三维几何图元拾取方法

针对交互式图形应用对拾取在效率、适用范围和拾取信息方面的需求,提出一种新的基于GPU的三维几何图元拾取方法。在进行拾取绘制时关闭光栅化,将鼠标位置信息和图元顶点坐标变换到规范化设备坐标系,通过在几何处理器中判断投影后的二维图元与鼠标或选择框的位置关系进行命中判定,并利用变换反馈将拾取信息返回应用程序。在提出方法的基础上,介绍了单体拾取和块拾取的Open GL实现。实验表明,该方法的单体拾取效率较基于GPU的射线相交法有约10%的提升,同时能支持高效块拾取。     

一种大规模散乱数据自适应压缩与曲面重建方法

针对大规模散乱数据点云,提出了一种基于曲率与距离的三角网格抽样方法。算法既能保证所生成网格曲面中每个三角片具有较好的形状,又能较鲜明地刻画曲面的细节特征。同时还能将原先规模较大的点云压缩到事先可控的数量上,是一种简单高效的自适应压缩和曲面生成方法。     

基于径向基函数的自适应网格方法

本文给出了一种基于径向基函数的自适应网格方法．该方法利用网格依赖方法的解与径向基函数插值解的信息来细化或粗化网格,充分利用了径向基函数计算格式简单、节点配置灵活的优点与网格依赖方法的稳健性．提出的算法很容易编程实现．数值算例表明该算法可以在解变化剧烈的区域加密网格,在解变化平缓的地方粗化网格,从而在保证相同数值求解精度的情况下,能够极大地节省计算量．