基于面删除的四面体网格简化新算法

如何简化大规模数据集的几何和拓扑形状以便达到实时显示和绘制的目的,已经越来越引起人们的重视.本文提出一种基于面删除的四面体网格简化新算法.通过对网格中的所有三角形定义其删除的优先级别,删除优先级别高的三角形,以简单的几何删除操作来达到四面体网格简化的目的.和已有的方法比较起来,本方法的特点是每一步都有比较高的删除比例,每一次三角形的删除操作可以达到至少8个(2个面邻接四面体,至少6个边邻接四面体)四面体删除,测试模型中最多可以达到13个四面体的删除.本算法保持了边界节点和网格简化后的一致性.     

利用球谐方法分散计算场景的全局光照

作为一种特殊的光照模型,辐射度在图形学中有着重要的应用.然而,由于其计算的复杂性,辐射度方法一直得不到广泛的应用,特别是在动态场景中.提出一种基于辐射度算法的全局光照实时加速算法,在原有基于点采样进行场景的全局光照近似的基础上,提出了不同的点采样计算方法,以提高辐射度方法对动画场景的适应性.算法对场景中的物体建立六面体包围盒,并在包围盒各顶点设置采样点,这样就可以在环境变化对其光照影响不大的情况下采用原有的计算结果,实现辐射度算法在动态场景中的计算加速.同时,对场景中的每个物体的光照,利用立方体映射计算直接光照;而对物体间的能量交换采用点采样方法进行近似计算并利用附近采样点的光照插值作为物体的光照.实验结果表明,该算法可以减少大量的间接光照计算,提高了辐射度算法的效率.     

超量外存地表模型的实时绘制技术

提出一种分块策略对规则网格进行区域分割,采用空间填充曲线对分块内网格点进行多分辨率排列,并基于分块多分辨率对地形网格实时调度和页面预取．文中算法利用块模型进行分块视域剔除和分块LOD场景渲染．在多线程分块多分辨率调度和渲染策略下,大大减少了模型的I／O负载,可以在有限环境下满足实时场景绘制要求．     

快速真实地生成树的自然摇曳

快速真实地模拟树在风中的摇曳一直是图形学中的一个挑战性问题．已有的方法,或者计算速度太慢,或者所处理的模型局限在几千个面片之内,难以用较强的真实感进行动画模拟．针对复杂树在风中的自然摇曳,该文提出一种新的方法．一方面,它基于统计数据采用高斯分布来近似逼近实际风力,既可以基于物理性态很好地反映风力的影响,又可以方便树的变形计算;另一方面,根据树的层次结构特点,新方法对树的各个部分分别进行独立的变形计算,然后再根据它们的连接关系进行组合,完整地获得树的变形．新方法对于小振幅的非末梢枝条,是利用静力分析来计算它们的变形,而对于振幅大的末梢枝条则采用Newmark逐步积分法求解其振动方程,这样就可以以较少的计算开销获得变形真实感很强的结果．在对树的各种姿态进行成像时,新方法运用了基于硬件的shadow mapping技术和LOD(Level-Of-Details)技术,以快速生成高度真实感的树．实验表明,对于有近4万个控制节点、近90万个拟合外观模型的三角形的柳树模型,新方法可以对其自然摇曳进行每秒0．6帧的高度真实感的模拟．     

可互溶液体的真实感模拟

液体互溶混合现象在日常生活中非常常见,但是由于不同液体之间的交互扩散过程非常复杂,对于这类现象的真实感模拟非常困难.为此,提出一种基于体积函数的方法来模拟液体之间的互溶扩散现象.该方法中,流体方程采用二阶精度的有限体积法求解,通过在每个计算网格单元中跟踪记录每种液体组分在网格单元内所占的体积比例,来模拟不同液体之间的交互扩散过程;并利用基于八叉树的自适应网格细分算法对计算过程进行加速.实验结果表明,与已有方法相比,文中方法更加稳定,更容易获得细节丰富的液体交互模拟结果.     

实时模拟固体燃烧现象

为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火焰和燃烧的固体.提出了一个改进的燃面更新方案以及一个新的固体表面纹理映射算法,能够生成逼真的结果.还提出了一系列提高模型效率的加速算法.最终实时地模拟出了真实感的固体燃烧现象.     

一种基于Bézier插值曲面的图像放大方法

文章提出了一种利用Bézier插值曲面进行图像放大的方法,该方法是为数字图像的每一个色彩分量构造一个分块双三次Bzier插值C¹曲面,图像放大等价于以不同的采样速率对该曲面进行采样的过程.实验结果表明,该方法可以大大改善放大图像的效果.     

在灰度图上叠加线框图的一种新方法

在有色调明暗变化的灰度图上叠加线框图的显示,有利于人们进行更好的观察.但已有的各种叠加方法均是依赖深度值比较进行操作的.它们不仅没有完全解决线框图显示时的断续现象,而且还会导致被遮挡面的线框也被显示的错误.对此,提出一种不进行深度值比较的方法.利用线框与面片的相关性及面片间的遮挡关系进行比较的操作,使得线框图不仅能得到高质量的叠加绘制,而且不必进行深度值的计算.     

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.