用高阶叠层矢量有限元法计算随钻测井的三维电磁响应

用矢量有限元方法对随钻测井的三维地层电磁响应进行了数值仿真。为了提高随钻测井响应的计算效率和精度,采用了高阶叠层矢量基函数,根据场变化快慢的情况,在不同的剖分单元和同一单元的不同方向采用了不同阶数的基函数,有助于减少剖分网格和未知量。采用了基于圆柱坐标下六面体剖分,从而提高了发射、接收线圈、钻铤和井眼边界的几何建模精度。用解析法和数值模式匹配法对有限元计算的结果进行了验证,显示了非常好的吻合,最后仿真了地层倾角对随钻测井响应的影响。     

基于Legendre正交矩的三维边界检测算子

本文提出了一种新的基于Legendre正交矩的三维边界检测算子。该算子可通过任意大小的窗口自动检测出三维灰度图像中所包含的三维物体边界,具有比一般算子更高的方向灵敏度和表面精度,同时具有明确的几何模型意义。计算量是采用矩运算的一个必须考虑的因素,通过预先计算模板的算法,大大减少了计算量。我们在实验中把该算子和算法结合光线跟踪方法应用于三维医学图像的体绘制当中取得了理想的效果,表明Legendre正交矩三维边界检测算子是一种行之有效的三维边界检测算子。     

基于DMD的真三维显示系统及其三维成像引擎设计

结合在体元式三维显示(Volumetric 3D display)中比较有代表性的3种显示系统,在说明了体元式真三维显示系统的实现思路和方法的基础上,从应用的角度解析以DMD为核心构成的三维成像引擎在体元式真三维显示系统中的应用,并给出3种基于DMD的三维成像引擎架构,能够在不同层次上很好地满足真三维显示对海量数据实时、高速、精确处理的要求。     

三维数据场在扫描式体显示器中的可视化

基于双螺旋屏幕扫描式的体显示系统,设计并实现了一种面向真实立体空间的三维数据场可视化方法。利用双螺旋屏幕的旋转运动扫描出均质稳定的图像空间,渲染过程中将规则的三维离散数据场分割成一组间隔均匀的螺旋切片,采用分层体绘制方法将这些数据切片渲染成一系列单独的切片图像。切片图像序列通过高频投影方式依次投射到图像空间,采用多线程技术实现投影时序与屏幕运动之间的同步机制,最终完整的三维图像被周期性地逐层扫描显示出来。实验结果表明,该方法输出的空间图像均匀清晰,呈现自然的立体状态,保留了固有的三维尺度,可以环绕显示器提供全方位的观察自由度。     

VTK技术在雷达图像可视化中的研究与应用

利用VTK对雷达图像数据进行三维可视化研究,其中研究了表面绘制和体绘制两种绘制技术：表面绘刺用移动立方体法实现,体绘制用合成光线投影算法实现。实验高效快捷地显示了雷达二维图像,实现了雷迭四波数据的空间整体三维重建显示和x,y,z三维任意切面的雷达回波强度显示,并且可以任意方向切割、旋转、放大与平移三维图像。VTK应用于雷达图像三维可视化更为直观和全面的展现了空间回波的分布状况。     

基于MonteCarlo模拟法快速计算电子束放射治疗的剂量分布

本文运用MC(Monte Carlo)方法来计算电子束放疗的三维剂量分布,以EGS4和PENELOPE为基础编制了专门计算电子束剂量分布的MC模拟程序LISTMC,以克服目前临床上采用的算法在处理人体复杂几何结构和不均匀介质时误差较大的问题.针对EGS4计算时间过长的缺陷,采取了取消体元边界对电子步长限制和代码优化等措施来提高计算速度,当入射电子能量为6MeV时,用时只有EGS4-PRESTA的1/10左右;其计算精度和EGS4相近.     

基于虚拟现实技术的三维图像重构研究

针对传统基于主动偏振成像的三维图像重构方法重构过程中图像统计信息表达能力较差,导致重构后三维图像精度低,研究一种基于虚拟现实技术的三维图像重构方法。选取Visual C++可视化软件开发平台和VTK三维图像处理软件作为三维图像重构实现平台,将原始图像通过数据输入以及文件解析等步骤导入计算机后,对原始图像进行图像滤波、图像分割以及图像插值等预处理,处理后的图像在VTK软件中利用包围盒法先构建图像重构的三维数据场,依据图像重构三维数据场绘制图像三维直接体,通过图像三维直接体获取三维图像重构输出公式,实现基于虚拟现实技术的三维图像重构。仿真结果表明,采用该方法对10幅图像进行三维图像重构,重构图像平均遍历覆盖度高达97.99%,重构精度均高于97%。     

模糊表面构造,阻光度映射及快速体绘制研究

直接体绘制技术利用半透明效果能够在一定程度上绘制三维数据的精细结构但是,由于数据场中的所有体素都参与图像的生成过程,绘制时间较长,基于表面的方法在图像分割不儿表面拓扑结构非常复杂时表达能力往往有限,本文提出一种综合上术寅途中 思想的基于模糊表面的体绘制方法,首先我们选择合适的阻江度映射方案增强边界对最科成像的贡献,其次,只是模糊边界内的绘制过程,并以层代替体素为基本处理单元,减少了成像时间,我们应     

一种真三维显示数据生成的方法

固态体积式真三维显示技术是目前最新的体数据显示技术.针对该技术存在的实时显示问题提出一种真三维显示数据生成的方法.该方法以Visual Studio.NET为平台通过基于OpenGL格式的三维模型为例进行实验,对三维图像数据进行读取、压缩编码以及快速绘制进行了研究.程序已在VC++.NET环境下编译、调试通过,优化代码后,图像显示的刷新速度为24帧/s,在计算机上初步实现了实时显示.     

基于图像梯度场序列的双向GDIM光流计算方法

提出了一种基于图像梯度矢量场的双向广义动态图像模型(GFBD-GDIM)光流计算方法.本文方法:在图像梯度场上进行光流估计以减弱光照变化带来的影响;将一个大的运动矢量分解为两个不同方向的子矢量进行估计,有助于减小估计误差,提高计算精度;采用广义动态图像模型(GDIM)对图像梯度场的变化进行建模,可使模型适用于更加一般的场合.图像序列实验表明,本文方法可以获得更加精确和鲁棒的运动矢量估计.     

基于虚拟场景的绘制算法

虚拟场景的绘制算法是计算机可视化的重要内容,传统的基于几何模型的绘制和基于图像的绘制不能很好地满足需求,因此考虑以不同模型为基元的绘制算法.详细介绍了点绘制方法、面绘制方法和体绘制方法,使用双目相机获取深度图像,并选用了代表性的算法进行实验,点绘制算法中质量和速率兼顾的自适应绘制算法,面绘制中简单易实现的MC算法,体绘...     

一种新的实时阴影渲染算法

对现有的实时阴影渲染算法进行详细的分析和比较,并给出了一种新的阴影渲染算法。该算法将阴影图和阴影体算法相结合,先通过阴影图绘制出阴影的轮廓,再利用阴影体算法更新轮廓处象素的模板缓冲值。该方法既克服了阴影图的边缘走样问题,又不会像阴影体算法那样占有大量的象素填充率。不仅渲染速度快,而且具有很好的渲染效果。     

一种用于实时体绘制系统的自适应采样算法

本文讨论了一种用于体绘制的、支持基于空间跳跃和自适应光线终止等优化算法的高效硬件结构及一种加速半透明物体绘制的新技术.这种硬件结构用于绘制规模为256³体元的数据时可达到70Hz的帧频,但这样的帧频只是在体元的透明度都被置为0(完全透明)或1(完全不透明)的情况下才能取得.引入新的加速技术后,绘制半透明物体的帧频也可接近上述数值.新的加速技术采用自适应采样步长减少体绘制过程中冗余的体元重采样,从而使算法的复杂度和对存储器的带宽要求大大减小.新的加速技术对半透明体数据可取得高达4.7倍的加速比.采用新的加速技术需要在开始交互绘制前对体数据进行距离编码.优化后的距离编码对有8兆体元的体数据的预处理时间仅需要8~30秒.     

Partial-volume Bayesian classification of material mixtures in MRvolume data using voxel histograms

The authors present a new algorithm for identifying the distribution of different material types in volumetric datasets such as those produced with magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT). Because the authors allow for mixtures of materials and treat voxels as regions, their technique reduces errors that other classification techniques can create along boundaries between materials and is particularly useful for creating accurate geometric models and renderings from volume data. It also has the potential to make volume measurements more accurately and classifies noisy, low-resolution data well. There are two unusual aspects to the authors' approach. First, they assume that, due to partial-volume effects, or blurring, voxels can contain more than one material, e.g., both muscle and fat; the authors compute the relative proportion of each material in the voxels. Second, they incorporate information from neighboring voxels into the classification process by reconstructing a continuous function, ρ(x), from the samples and then looking at the distribution of values that ρ(x) takes on within the region of a voxel. This distribution of values is represented by a histogram taken over the region of the voxel; the mixture of materials that those values measure is identified within the voxel using a probabilistic Bayesian approach that matches the histogram by finding the mixture of materials within each voxel most likely to have created the histogram. The size of regions that the authors classify is chosen to match the sparing of the samples because the spacing is intrinsically related to the minimum feature size that the reconstructed continuous function can represent     

Review and Preview: Disocclusion by Inpainting for Image-Based Rendering

Image-based rendering takes as input multiple images of an object and generates photorealistic images from novel viewpoints. This approach avoids explicitly modeling scenes by replacing the modeling phase with an object reconstruction phase. Reconstruction is achieved in two possible ways: recovering 3-D point locations using multiview stereo techniques, or reasoning about consistency of each voxel in a discretized object volume space. The most challenging problem for image-based reconstruction is the presence of occlusions. Occlusions make reconstruction ambiguous for object parts not visible in any input image. These parts must be reconstructed in a visually acceptable way. This paper both reviews image inpainting and argues that inpainting can provide not only attractive reconstruction but also a framework for increasing the accuracy of depth recovery. Digital image inpainting refers to any methods that fill-in holes of arbitrary topology in images so that they seem to be a part of the original image. Available methods are broadly classified as structural inpainting or textural inpainting. Structural inpainting reconstructs using prior assumptions and boundary conditions, while textural inpainting considers only the available data from texture exemplars or other templates. Of particular particular interest is research on structural inpainting applied to 3-D models, emphasizing its effectiveness for disocclusion.     

Construction and Rendering of Trimmed Blending Surfaces with Sharp Features on a GPU

We construct surfaces with darts, creases, and corners by blending different types of local geometries. We also render these surfaces efficiently using programmable graphics hardware. Points on the blending surface are evaluated using simplified computation which can easily be performed on a graphics processing unit. Results show an eighteen‐fold to twenty‐fold increase in rendering speed over a CPU version. We also demonstrate how these surfaces can be trimmed using textures.     

一种基于网络矢量图形SVG仿真展示光栅图像的有效方法

提出了一种基于网络矢量图形SVG 展示光栅图像的方法(简称为SRRI).首先研究了光栅图像和SVG图形的结构组成,同时依据局部特征(灰度、颜色或者梯度等)相似性将图像分割成若干个互不相交的区域;然后提取每个区域的边缘,并对边缘进行合并、压缩;最后使用SVG 代码描述分割后的区域边缘形状和颜色特征,并依据区域同质特征将SVG代码进行合并和压缩.通过数字文物图像集和标准图像数据集进行实验,表明SRRI方法对于粗纹理图像和相似图案较多的文物数字图像,其存储容量小,展示效果好.     

下一代通信助力实时分布云渲染

实时分布式云渲染技术和5G通信技术的使用,可以解决工业模型中实时渲染的问题。实时分布式云渲染技术将渲染工作放在服务器端,再将渲染结果利用5G通信技术快速传输到客户端以实现实时的浏览和交互。介绍了实时分布式云渲染技术的基本框架、关键技术、发展状况,以及当前的一些应用,总结了其面临的技术难题。认为新基建中人工智能的建设,可以进一步提升实时分布式云渲染的性能。     

基于体素生长的移动体素算法

移动立方体是从三维数据场中抽取等值面的一种面绘制方法．文章提出的基于体素生长的移动体素算法可以对原算法进行改进，借用体素的生长只处理与等值面相交的那些立方体．并将这些体素以栈的数据结构形式进行保存，加快绘制速度；在三角面片形成处理中，使用移动体素的方法生成三角面片，消除了二义性。