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.     

基于概率计算模型改进的相关性层次遮挡裁剪算法

对复杂动态场景进行高效的可见性裁剪是实时绘制领域研究中的一个重要问题.围绕该问题开展工作,并针对相关性遮挡裁剪算法中的问题进行了改进.针对相关性层次遮挡裁剪算法存在冗余和不必要遮挡查询的问题,给出了一种概率计算模型.通过比较遮挡查询时间开销与绘制时间开销的数学期望,改进了相关性遮挡裁剪算法中遮挡查询的查询策略,从而进一步缩小了查询集合,使遮挡查询更加合理.实验结果表明,该算法对深度复杂度高、面片数量大的复杂动态场景有较好的裁剪效率,能够很好地满足实时绘制的要求.     

基于面向对象八叉树的飞机虚拟维修场景渲染

为了加速大规模虚拟场景的渲染速度,采用基于面向对象八叉树的方法对场景进行渲染。该方法将面向对象技术与传统八叉树技术相结合,采用面向对象八叉树剖分虚拟场景,对场景进行管理;将物体结构树的最小零部件作为最小存储单元,采用叶节点保存对象信息,减小树的存储量和处理时间,降低算法的计算负担;在面向对象八叉树的基础上,采用模型遮挡裁剪算法对位于视域范围内的模型进行遮挡裁剪,减小实际渲染的物体数量,提高渲染速率。通过对飞机虚拟维修场景进行渲染实验,证明了该方法的有效性。     

场景分割算法及其在实时漫游系统中的应用

实时漫游中对实时性的要求很高,但通常情况下场景绘制速度很难满足实际需求,基于包络球检索和八叉树分割的思想,提出一种基于场景分割的加速绘制算法,并对绘制过程中探照灯的处理进行了探讨。     

基于状态转换优化策略的多属性对象绘制方法

复杂场景的高效绘制是计算机图形学研究中的一个重要内容,目前的研究大多集中在对场景组织及可见性裁剪等降低场景几何复杂度的加速方法上,而针对场景中对象的多属性管理及绘制优化方法的研究较少.由于复杂场景中的对象除了基本几何信息外还包括光照、材质、纹理等多种绘制属性,这些属性的频繁切换将对绘制效率产生极大的影响,进而降低绘制的实时性.为此,提出一种基于状态转换优化策略的多属性对象绘制方法,通过定义绘制状态对场景中对象的属性进行管理,并将绘制状态的转换关系表示为带权有向图,进而利用最优化算法找到绘制状态转换的优化序列.实验结果表明,对于具有多属性对象的复杂场景,该方法能够有效地降低状态转换的开销,提高场景的实时绘制效率.     

基于混合空间剖分八叉树场景管理技术的研究

基于传统八叉树和面向对象八叉树的设计思想提出了一种混合空间剖分八叉树的场景管理方法,对混合空间剖分八叉树的数据结构、生成算法及遍历方面进行了详细的论述,最后按照该思路结合所设计的一个虚拟场景有效地实现了场景管理,实验表明该方法很适于实时游戏及虚拟现实领域。     

基于深度八叉树的三维数据场LOD可视化

提出了广度八叉树、深度八叉树概念,分析了它们逻辑结构和存储结构,探讨了这两种数据结构在三维数据场可视化中的应用,把深度八叉树应用于三维数据场LOD体绘制算法中。算法在某三维震波数据场进行了体绘制实验,并与传统方法进行了比较分析。结果表明,该方法通过逐层简化细节来减少场景的复杂性,提高了渲染效率,将全局和局部体绘制相结合,既提高了绘制速度,又实现了精细观察。     

基于OGRE引擎的森林场景渲染研究

森林场景的实时渲染仍然是图形学领域的一大难题。针对森林场景的复杂性和大数据量等特点,该文在OGRE图形引擎的基础上,通过八叉树结合OGRE中的静态几何体的方法实现大规模森林场景的实时渲染。实验结果表明通过这种方法能够在实时渲染的基础上仍能保持较好的视觉效果。     

基于四叉树分割的连续LOD漫游地形绘制

针对大规模地形数据访问量大、场景渲染消耗内存大、实时渲染效率低的问题,提出了一种基于四叉树分割的连续LOD(层次细节)地形绘制方案,实现了多分辨率地形的快速绘制.视见体裁剪算法判断次数少,并结合四叉树分割过程,快速地对地形数据进行裁剪.采用与视点和地形粗糙度相关的分割评价系统,在预处理阶段对地形粗糙度误差进行计算,提升了地形实时绘制的速度:同时对分割标志位按位存储,使得内存占有率大幅减少.通过分割低分辨率节点边的方式,消除了节点间裂缝.算法运行效果良好,在普通PC机上即可达到较高的帧频率和较好的漫游效果.     

一种基于八叉树的OBB包围盒碰撞检测方法

碰撞检测技术是大规模复杂场景渲染的关键技术之一,它可以有效地提高虚拟环境的真实感和沉浸感.碰撞检测的研究目标是如何在很高的实时交互要求下完成大量复杂物体的相交检测.提出一种将场景图中的OBB包围盒以八叉树的形式划分,并利用八叉树的层次结构实现有效碰撞检测的方法,该方法从宏观到微观的搜索方式可以快速确定需要进行相交检测的对象列表,有效地避免所有几何节点与运动节点的相交检测,提高了碰撞检测的效率,并且采用OBB包围盒来描述几何模型,有效地提高碰撞检测的精度.     

Integrating Occlusion Culling and Levels of Detail through Hardly-Visible Sets

Occlusion culling and level-of-detail rendering have become two powerful tools for accelerating the handling of very large models in real-time visualization applications. We present a framework that combines both techniques to improve rendering times. Classical occlusion culling algorithms compute potentially visible sets (PVS), which are supersets of the sets of visible polygons. The novelty of our approach is to estimate the degree of visibility of each object of the PVS using synthesized coarse occluders. This allows to arrange the objects of each PVS into several Hardly-Visible Sets (HVS) with similar occlusion degree. According to image accuracy and frame rate requirements, HVS provide a way to avoid sending to the graphics pipeline those objects whose pixel contribution is low due to partial occlusion. The image error can be bounded by the user at navigation time. On the other hand, as HVS offer a tighter estimation of the pixel contribution for each scene object, it can be used for a more convenient selection of the level-of-detail at which objects are rendered. In this paper, we describe the new framework technique, provide details of its implementation using a visibility octree as the chosen occlusion culling data structure and show some experimental results on the image quality.     

面向移动终端的三维模型简化与碰撞检测方法研究

移动终端三维场景的绘制与漫游由于其庞大的模型数据量和复杂的外观形态使得实现清晰的场景快速绘制十分困难。为了加快模型的绘制,提出了一种面向移动终端的三维模型的简化与碰撞检测方法,以优化绘制过程。该方法通过二次测量误差半边折叠算法来简化三维模型,并利用八叉树技术对不能显示在屏幕中的场景进行剔除,从而实现三维场景的快速读取、组织和绘制。针对移动设备的屏幕尺寸以及计算能力等限制,实现了适用于移动平台的碰撞检测算法,减少了计算量。实验结果表明,该方法能有效地简化模型,并提高绘制效率,同时减少碰撞检测的计算时间,因而可应用于三维场景的快速逼真绘制。     

一种基于OC的大规模场景可视化算法

为了实现大规模三维场景的有效剔除,在简要分析了已有可视化算法之后,提出了一个完整的采用遮挡剔除的场景可视化算法.首先使用八叉树对场景进行组织和管理,接着在生成层次遮挡图的基础上,对潜在被遮挡体进行覆盖测试,并提出了可以较早结束测试的方法,随后根据硬件遮挡查询的结果将物体送往渲染.最后给出了一种基于开放图形引擎OGRE(Object-Oriented Graphics Rendering Engine)的实现架构以及算法特点分析.     

Frustum slicing

In this paper visibility culling is integrated tightly with an octree data structure. This is done by slicing the frustum in such a way that the minimal distance from the eye to objects in a given frustum slice is twice the minimal eye to object distance of the previous slice. Then, if one has a fixed minimal detail size, i.e. a minimal spatial angle so that objects of lesser angular extensions are not rendered to the screen then, going from one slice to the next, objects must be twice as big in order to be rendered. This corresponds to traversing the octree one level less deeply. Thus the minimal detail size hugely cuts the number of nodes that the rendering algorithm must visit, a fact that becomes even more pronounced when noting that small objects are far more prevalent than are big objects. By splitting the frustum into focal and peripheral frusta and, consequently, splitting frustum slices into focal and peripheral ones, one can further take advantage of detail elision by rendering objects far from the line of sight only to some larger minimal detail size.     

视点相关的真实感三维风景区模拟研究与实现

提出采用八叉树组织真实山体数据,根据视点距离采用不同的细节层次LOD表示山体各部分,并结合视觉剪裁和帧间相关性进一步减少绘制的山体,达到加速三维地形的绘制和漫游的目的.使用混合纹理映射、阴影渲染技术,并加入山谷中的水面模拟,生成具有真实感的大规模三维风景场景.实验结果表明该方法有效地减少了算法复杂度,易实现碰撞检测,大大提高了绘制效率,在PC机上能实时地生成高分辨率、具有真实感的场景,完全满足VR交互要求.     

基于网络教育的网上支付系统的设计和实现

现代远程教育——网络教育的影响力越来越大,接受这一新教育模式的学生规模也在日益增长,但教育的传统收费方式限制了学生的异地学习。探讨了引进网上支付这个已经被其他行业广泛接受的支付方式的可能性,设计了整个报名、支付一体化系统的流程架构以及讨论了根据目前情况具体实现的方法。     

基于层次细节模型的遮挡裁剪算法

遮挡裁剪和应用层次细节模型是两种有效的三维复杂场景渲染加速算法，为了快速地进行三维复杂场景的渲染，提出了一种结合层次细节模型与遮挡裁剪技术的算法框架，该算法首先在预处理阶段，将场景划分成不同空间层次结构；然后在运行时刻，对较高的空间层次，可应用遮挡裁剪技术判别场景的可见性，并裁剪掉不可见场景部分，而在局部的较低层次上，则应用网格简化方法来选择适当的模型层次细节，实验结果显示，该算法取得了较好的加速性能。     

HLODs模型在场景快速绘制中的应用

论述了一种基于视相关分级细节层次的场景简化的算法，加速场景绘制速度。预处理阶段利用八叉树构造场景的分层次结构；实时渲染阶段，采用多线程进行场景的实时绘制：根据视点进行可见性剔除，根据屏幕误差选择合理的分级细节层次，利用数据管理调度进行数据的实时更新。在保持图像的保真度条件下，可实现场景的快速绘制。