基于分块的大规模地形实时渲染方法

将地形数据分块技术、层次细节模型（LOD） 技术、改进的ROAM 算法和数据预取技术等相结合,提出了一种超大规模地形数据实时渲染方法.通过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网格进行多分辨率排列,并建立三角形节点顺序与剖分点之间对应关系的快速检索,实现数据快速调度;视见体投影简化分块裁剪算法降低可见性判断的复杂度,提高了计算效率;改进的四队列ROAM实时构网算法,很好地利用了相邻帧的相关性,有效地提高了渲染速度;基于视点预测、部分数据常驻内存的多线程数据预取实现了场景规模基本不相关的连续LOD实时渲染.实验结果表明,该算法高效可行,适合于海量地形场景的快速渲染和交互漫游应用.     

基于视觉特征ROAM地形简化研究

实时优化自适应网格(ROAM)地形绘制算法是目前使用最广泛的网格构造算法之一.在研究和实验的基础上,提出了一种基于视觉特征的ROAM地形简化算法,该算法根据人类的视觉特征,引入视域裁剪和地平线遮挡剔除相结合的方法,进一步简化了ROAM算法渲染的地形模型.实验结果表明,该算法能实时动态地生成地形模型,基于本方法实现的原型程序在普通的PC机上取得了理想的渲染效果.     

SLOPE法线生成算法的LOD技术在地形渲染中的应用

为了研究LOD地形渲染技术在使用法向量进行地形光照等渲染的时候遇到的困难,解决数据存储与动态计算法线向量的问题,在分析当前使用的地形渲染技术的基础上,针对三维地形渲染的常用方法,提出了一种新的计算法线向量的方式算法,简化了操作,并提高了渲染效率．     

一种视点相关的地形三维实时渲染算法

地形三维可视化过程中Hoppe包围球视区裁剪算法计算距离时,包含了大量的乘除开方运算,效率低下,对部分节点建立的包围球扩大了节点占据的空间,易造成节点误判.针对这些情况,提出了一种新的地形渲染算法.该算法首先根据视图体投影对节点进行粗略判断,然后对相交部分数据块建立节点包围球进行二次判断,避免了节点误判造成的大量分解操作,提高了三维地形实时渲染的效率.     

一种基于DX9的大规模地形渲染算法的研究

大规模地形渲染在飞行模拟、基于地形的计算机游戏、地理信息系统(GIS)、虚拟旅游等很多领域有着重要应用.大规模地形的实时渲染算法一般采用视见体裁剪和视点相关的连续细节层次等技术来减少实际需要绘制的地形数据.该文使用微软DirectX 9 API,通过地形分块和正负顶点距离算法实现快速裁剪,并提出一种通过插入顶点序列来实现裂缝消除的算法,然后通过使用四叉树实现连续细节层次地形简化.实验结果表明,该算法能在当前主流微机上达到较高帧速率和较好的绘制效果.     

大规模地形快速渲染算法的研究

探讨了如何有效地进行大规模地形的快速绘制，并详细介绍了一个基于mip-map技术的地形渲染算法的原理及其实现过程。     

改进的分块ROAM的地形简化生成算法

三维真实感地形的生成一直是计算机图形学领域中的焦点问题。而基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染凭借其诸多的优点在地理信息系统、虚拟现实系统、数字地球以及三维游戏等各个领域得到了广泛的运用。本文介绍了其中ROAM算法的基本原理及其特点,进一步针对实际应用提出了分块算法的改进,提出了细化边界的概念,增加了地形的真实感,提高了虚拟现实系统及三维游戏中视觉效果。     

应用折射反射纹理的实时水面仿真技术

水面效果可以大大增强虚拟现实环境的沉浸感,设计了一种实时水面仿真算法,该算法采用两个三角形单元模拟水面的方法,综合运用了渲染到纹理、凹凸纹理、投影纹理映射、纹理扰动技术采模拟水的反射、折射、波动、倒影效果;并提出了一种改进的纹理扰动技术,设置Alpha值确定应该扰动的纹理,避免了扰动错法,使水面更加逼真.实验表明,该方法在系统绘制的真实感和实时性上取得了较满意的优化效果,较好地解决了虚拟环境中水面实时绘制问题.     

基于GPU的平滑地形可视化算法

提出了一种基于GPU的平滑地形可视化算法,侧重于解决地形可视化方法面临的时间连续性和空间连续性问题。算法采用了规则地形块的批LOD可视化方法。基于平滑过渡的思想,考虑了地形块相邻层次间的过渡和相邻的不同地形块间的边界匹配关系,以地形块的区域划分为基础,为每个顶点实时分配相应的过渡权值,在地形块的绘制过程中同时完成了不同LOD层次以及不同地形块间的平滑过渡,实现了整个地形的平滑可视化。面向GPU的算法设计与实现保证了其执行效率。针对典型数据集,该算法能够以较高的帧率完成大规模地形的实时平滑漫游,避免可视化过程中的裂缝和突跳等不连续现象。     

大规模地形渲染技术的研究与实现

文章针对大规模地形渲染中显示质量和显示速度之间的矛盾问题,采用基于四叉树的LOD技术,在地形简化的评价系统中考虑距离标准与地形粗糙度基础上,增加考虑运动矢量与观察矢量以完成大规模地形的网格构造,同时结合雷达视锥体剔除法,提高渲染速率,并综合受约束的四叉树消除裂缝,实现大规模地形实时渲染.实验结果表明该系统在基本保证场景的真实性前提下,较快地实现大规模地形的渲染,取得较好的渲染效果.     

视点相关的实时多分辨率地形显示算法

多分辨率地形技术是实时绘制复杂地形的最有效的工具.在对以往各种算法进行研究的基础上,提出了一种基于二叉树的多分辨率地形优化方法,同时综合考虑视点对节点分辨率的影响;提出了适合于视点变化的节点评价函数,同时改进了裂缝的消除方法.算法对节点的层次细节给予了精确的描述并提高了执行效率.算法在绘制速率和地形真实性之间作了良好的折衷,也符合视点变化的特点,提高了地形的渲染速度,达到了实时交互的目的.     

一种大规模地形的实时绘制算法

提出了一种视点相关的地形连续细节层次 (LoD)模型的实时生成及绘制算法 .该算法采用一种基于四叉树的自顶向下的细分来实时生成地形连续LoD模型 .算法中 ,以屏幕误差的估算值作为细分的依据 ,并实现了基于三角形的细分 .讨论了快速裁剪、地形连续LoD模型的生成、强制分裂、三角形化等地形可视化中的关键问题 .在PⅢ 5 5 0MHz,2 5 6MBRAM ,Geoforce2 5 6的硬件平台上 ,本算法可实现对 4K× 4K个采样点地形的实时漫游 .实验表明 ,本算法具有较低的时间、空间开销 ,适于大规模地形的实时可视化     

一种嵌入式Linux实时调度机制改进方案

在分析传统实时调度器不足的基础上,提出了一种新型智能调度器模型,并通过修改RT-Linux的内核函数,包括实时算法的初始化函数和调度函数,实现了多种调度算法的集成,为用户提供统一的使用界面.最后对新的调度机制进行了算法复杂性分析和性能测试,实验表明,新的调度机制能够较好地满足系统实时性要求.     

微制造数控系统的实时有限状态机建模研究

为提高传统有限状态机（FSM）分析微制造数控系统（NCS）实时性特征的能力，提出了一种实时有限状态机（RTFSM）模型.该模型对传统FSM概念进行扩展，通过增加时间属性来描述状态行为的执行时间以及状态间切换所需的时间耗费.考虑到对复杂NCS控制流程进行设计、分析计算量较大，引入图论中的时间约束网络理论，采用经过修正的Floyd算法对模型中各个状态行为开始和结束时间的取值范围进行分析计算，从而实现控制流程的可调度性判定.实例研究表明，实时有限状态机可有效地建立微制造NCS控制流程模型，并降低对控制流程进行可调度性分析的复杂度，适用于NCS实时性研究.     

引入方向变量的群机器人启发式区域覆盖算法

针对基于栅格地图环境下,群机器人采用启发式全区域覆盖算法完成区域覆盖任务时,多个机器人相遇后,并发覆盖相同栅格而造成重复覆盖的问题,通过减少机器人运动过程中的转向次数的方法,有效减少了机器人的相遇次数,从而减少了机器人并发覆盖相同栅格的次数。根据该方法,在原算法中引入了方向变量,形成了改进的群机器人启发式全区域覆盖算法。最后,通过仿真实验,说明了该算法的有效性。     

基于边缘梯度矢量的印刷电路板缺陷检测

缺陷检测算法时间复杂度及精度是影响自动光学检测系统性能的两大因素,降低时间复杂度和提高精度才能保证系统实时可靠.针对传统参考法计算量较大及精度不高的问题,该文提出了一种基于边缘梯度矢量的印刷电路板缺陷检测算法,在配准的前提下,利用边缘梯度矢量搜索到缺陷处.实验表明,与传统参考法相比,该算法的计算点数由图像全部像素点减少至边缘,并利用梯度矢量较高的敏感性来提高检测可靠性.     

面向可穿戴生理信号的压缩感知实时重构

传统的迭代式压缩感知重构算法由于计算复杂度高,数据处理实时性差,难以在实际的可穿戴设备中发挥作用。该文结合深度学习中的一维扩张卷积和残差网络,提出了一种适用于可穿戴健康监护的非迭代式压缩感知实时重构算法。该方法基于大量生理信号数据训练一个用于压缩感知重构的网络模型,该模型可以对生理信号进行快速精确重构。通过在两个公开的生理信号数据集上的实验表明,相比于已有的基于深度学习的生理信号压缩感知重构算法,该方法有着更高的重构精度,并且该方法在文中所使用的计算机上仅需约0.7 ms即可完成对一个2 s长度信号帧的重构,这比传统的迭代式压缩感知重构算法快了大约2～3个数量级,说明该方法有着出色的实时性能。