快速高精度的可见面选择

高效地选取可见面,对于复杂场景的快速绘制是非常重要的.提出一种可见面的选择方法,能将基于图像空间或基于物体空间的可见面选择进行高效的结合,实现可见面的快速高精度的选取.首先,它对场景中的面片进行基于法向的分类,并根据面片的空间位置,为每一类面片分别建立一种层次形式的索引结构进行管理;然后在绘制过程中,基于像素驱动对可见面片进行由近及远的选取.由于索引结构对面片进行了有序的管理,这种选取计算很快,并能将可见面都选取出来,而已绘制的可见面的集合又能自动地成为遮挡者,隐含地剔除了大量的不可见面.与目前国际上关于可见性处理的方法相比,新方法对可见面的选取具有很高的精度,速度很快,并且能够方便地处理带有动态物体的场景.     

基于空盒自适应生成的动态场景光线跟踪计算

提出了一项光线跟踪新技术,能有效提高光线在空白区域的行进速度.该技术首先用一种新方法创建均匀空间网格,然后用较少的空盒自适应聚集空的空间网格,以加快光线跟踪的计算.新加速结构的创建时间复杂度和空间复杂度均是O(n),而相应的光线跟踪计算的时间复杂度为O(logn),与kd树结构相当.当该结构与已有的一些加速结构结合后,能很好地处理大规模动态场景.比如,光线逐根跟踪且计算二次衍生光线时,新技术可在普通PC机上高真实感地交互绘制包含6G三角面片的多Buddha动态场景.     

运用层次纹理映射的基于图像绘制算法

提出一种基于图像绘制(image-basedrendering,简称IBR)的算法,以发挥图形卡的纹理映射功能,并能表现物体表面的三维凹凸细节.首先将深度图像的像素按其相关深度分为多层纹理图像,然后利用纹理映射的硬件支持,将这些层次纹理图像依次投影到与视点相关的成像面上,以得到所需目标图像.为了避免目标图像上出现空洞,在生成时,将纹素在深度层次上进行扩展.由于层次纹理图像需要较大的存储空间,并且在装入纹理缓冲时要花费大量时间,为此还提出一种基于压缩层次纹理图像的目标图像生成算法.实验表明新算法是有效的,尤其适于处理与整个物体大小相比深度层次不太多的三维景物,如有表面凹凸纹理(浮雕、门窗等)的建筑物表面等.     

具有散射效果的室内外光束实时绘制

依据空气散射的物理原理,提出一种高效的能够实时模拟动态自然光束的真实感绘制方法.首先推导出散射计算的解析表达式以取代传统的数值积分方法;然后基于 GPU 特点设计了一种有效的光束体表示,作为光束体和阴影体统一形式共同参与 GPU 着色器的运算,从而生成具有阴影效果的光束.该方法不仅可以模拟单个光源形成的光束,还可以实时模拟动态太阳光源产生的多个自然光束.由于采用了 GPU 加速计算,可以满足实时应用需求.     

一种基于单幅图像的树木深度估计与造型方法

提出了种基于单幅图像、利用光照引起的明暗效果（ｓｈａｄｉｎｇ）恢复树木枝干三维形态的方法,与传统ｓｈａｐｅ ｆｒｏｍ ｓｈａｄｉｎｇ技术相比,该方法根据树木的特殊结构,利用更稳定的明暗特征,取消了对表面、光源及拍摄条件的限制,从而将算法的鲁棒性提高到足以处理自然的树木照片．基于上述工作,提出了一种基于单幅照片的交互式树木造型方法,该方法避免用数学模型控制树木形态,独立于树木的具体种类,具有较高的普     

基于图形处理器(GPU)的通用计算

伴随着PC级微机的崛起和普及，多年来计算机图形的大部分应用发生了从工作站向微机的大转移，这种转移甚至发生在像虚拟现实、计算机仿真这样的实时(中、小规模)应用中．这一切的发生从很大程度上源自于图形处理硬件的发展和革新．近年来，随着图形处理器(GPU)性能的大幅度提高以及可编程特性的发展，人们首先开始将图形流水线的某些处理阶段以及某些图形算法从CPU向GPU转移．除了计算机图形学本身的应用，涉及到其他领域的计算，以至于通用计算近2～3年来成为GPU的应用之一．并成为研究热点．文中从若干图形硬件发展的历史开始，介绍和分析最新GPU在通用计算方面的应用及其技术原理和发展状况，并结合作者自身的实践讨论和探索其发展前景。     

中国图形工程：1995

对计算机图形学及至图形工程作了简要的介绍，并论述了图形与图象工程的关系。基于目前我国图形工程的研究以及有关文献的分布情况，在１９９５年出版的一些重要期刊上选取了近百篇有关图形工程的论文并根据其内容进行了分类统计。旨在使读者对图形工程的发展状况有一个总体了解，并对从事这一领域工作的读者查阅文献提供方便。     

非规则数据场体绘制光线投射求交的加速新方法

光线投射是非规则数据场体绘制的一种常用方法。它能生成高质量的图形，但开销很大。其原因在于光线与面的求交，特别是与外部面的求交，需要非常大的工作量。本文利用平面多边形扫描算法求取光线与外部面的交点，井利用内部体元和面的相关性，改进了光线与内部面的求交计算，从而减少了运算量，提高了绘制速度。     

铸造工艺CAD组件集成环境的研究

以铸造工艺CAD为例介绍了组件集成环境的结构和设计方法。在一套基于通用的组件结构的铸造工艺设计组件库的基础上，通过组件的注册、对象的管理和对象属性的存取等方面，设计出一个易于扩充新设计方法的铸造工艺设计计算的组件集成环境。该方法不仅可用于铸件重量和模数计算及铸造工艺计算，还可用于进一步开发完善的各类专业工艺CAD或计算机图形软件。