基于规则的Web3D森林模型的轻量化构建

树木的建模仿真因其结构十分复杂数据量巨大一直以来都是WebVR领域中极具挑战的研究课题。尤其是目前随着网上三维虚拟场景的急剧扩张,海量WebVR虚拟森林场景在用户端的实时下载请求和有限网络带宽之间的矛盾亦变得日趋突出。提出了基于L-system的Web3D虚拟树木语森林的轻量化建模方法,基于树木L-System描述体系的自相似性和基于重用的WebVR轻量化建模思想,成功地将虚拟树木/森林场景转化为极为轻量化的Web3D文件,甚至只有十几kB大小,即便网络带宽很低的情况下,也非常适于网上的实时传输与漫游,在一定程度上解决了该瓶颈问题。     

基于图像建模技术研究综述与展望

基于图像建模技术是计算机图形学和计算机视觉领域共同关心的重要问题．文中侧重从计算机图形学的研究角度对基于图像建模技术进行了综述,介绍了近年来提出的典型的基于图像建模方法及其最新研究进展,给出了这些方法的基本原理并加以分析比较,最后对基于图像建模技术的未来研究给出了一些建议。     

基于图像的几何建模技术综述

三维建模是计算机图形学与计算机视觉领域研究的重要问题.近年来,基于图像的三维建模技术因其成本低、操作简单、逼真性高等优势,逐渐得到研究者的重视,相关研究成果也被广泛应用于文物数字保护、智能人机交互、数字特效制作、实时监控等领域,具有极其重要的研究意义与实用价值.基于图像的建模研究由单一图像、图像序列或视频中,通过自动或交互的方式,恢复出物体、场景三维模型的方法.而基于图像的建模首先需要解决的核心问题是基于图像的几何建模问题.它主要研究的是如何从图像中恢复出物体或场景的三维几何信息.而该技术领域当前综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素.因此,对基于图像的几何建模技术进行了综述性的分析与讨论.侧重从计算机视觉的角度,按照建模时所使用视觉线索信息的区别,对目前主流的基于图像几何建模方法进行了归类;分别对各类方法进行了基本原理探讨与研究现状介绍,并作了较深入的对比分析与讨论;最后,经过对现有研究工作的分析,对该领域存在的问题作出了总结,并对其未来可能的发展与研究方向给出了一些预测性建议.     

网络环境中虚拟树木的建模和实时渲染研究

在网络环境中虚拟树木表现技术上,如何达到网络传输的实时性和视觉效果的平衡一直是国内外学者研究的热点.论文摹于Java3D技术,提出了一种web环境下虚拟树木的实时建模和渲染方法.该方法以树木特性为依据设计了虚拟树木场景结构以及基于web的虚拟树木建模算法.在树木场景创建以及渲染过程中采用多种优化技术如面片建模、LOD方法等既保证视觉效果又有效减少场景面片数以加速场景的漫游显示速率.经过测试,构建的基于Web的虚拟树木场景不但具有较强的真实感及良好的交互性,而且满足网络实时传输的要求.     

基于植物顶端优势原理的树木建模方法

递归结构建模是目前主流的树木建模方法，具有局部参数的微小变化将引起模拟结果巨大变化的特点，建模过程难于控制。针对递归结构建模方法的上述不足，基于植物自组织结构建模思想，提出树木基本生长单位--芽基于光源竞争的建模方法，从生长环境计算、资源分配以及生长模拟3方面阐述建模过程。实验模拟表明，生成的树木图像逼真、自然，通过控制算法中的参数能有效模拟树木顶端优势、向地性现象和向光性现象等，为树木的建模提供了一种新思路。     

可微绘制技术研究进展

可微绘制技术是当前虚拟现实、计算机图形学与计算机视觉领域研究的热点,其目标是改造计算机图形学中以光栅化或光线跟踪算法为主的真实感绘制流程,支持梯度信息回传以计算由输出图像的变化导致的输入几何、材质属性变化,通过与优化及深度学习技术等相结合支持从数据中学习绘制模型和逆向推理,是可微学习技术在计算机图形学绘制技术中的应用的具体体现,在增强/虚拟现实内容生成、三维重建、表观采集建模和逆向光学设计等领域中有广泛的应用前景。本文对可微绘制当前的发展状况进行调研,重点对该技术在真实感绘制、3维重建和表观采集建模中的研究和应用情况进行综述,并对可微绘制技术发展趋势进行展望,以期推动可微技术在学术界和产业界的进一步发展。     

虚拟场景建模关键技术研究

虚拟场景建模技术是虚拟现实技术的基础和核心。目前虚拟场景建模技术主要有三种类型：基于三维几何图形绘制技术、基于图像的绘制技术和基于几何图形混合图像加速的绘制技术。基于图像的绘制技术是计算机图形学的一个研究热点。     

树的建模技术研究综述与展望

树的建模技术是计算机图形学近年来研究的热点问题之一.侧重从计算机图形学的研究角度,对树的建模技术分别从基于规则的树建模技术、基于草图的树建模技术、基于图像的树建模技术3个方面进行了总结和综述,介绍了近年来提出的典型的树建模方法及最新研究进展,对其中涉及的关键技术进行了总结分析,给出了这些技术的基本思想、局限性和使用范围,并加以分析比较,最后对树的建模技术的未来研究方向给出展望.     

视频中目标检测算法研究

由于其实用价值和理论价值,目标检测是智能视频监控技术研究的重点,也是计算机视觉领域的一个研究热点,引起了研究者广泛关注。本文根据视频图像背景和前景目标的动或静的情况进行分类,将目标检测问题分为基于背景建模的目标检测和基于目标建模的目标检测两类。对于每类问题,分别全面综述了该问题的发展、常用算法模型及当前的研究成果等,然后讨论了对各类算法模型的评测指标、评测数据集和评测结果,最后总结了当前这两类目标检测方法存在的不足以及给出了对未来发展的思考和展望。     

人体几何建模方法综述

人体建模是计算机图形学与计算机视觉领域的重要研究课题,而人体几何建模则是人体建模的基础。人体几何建模技术发展至今,已经出现了大量的实现方法。回顾和总结了人体几何建模领域一些最新的研究成果,将其分为直接建模方法、2D图片识别方法、模板匹配方法、统计综合建模4大类,并且对人体几何建模方法的未来发展趋势进行了展望。     

Easy modeling of realistic trees from freehand sketches

Creating realistic 3D tree models in a convenient way is a challenge in game design and movie making due to diversification and occlusion of tree structures. Current sketch-based and image-based approaches for fast tree modeling have limitations in effect and speed, and they generally include complex parameter adjustment, which brings difficulties to novices. In this paper, we present a simple method for quickly generating various 3D tree models from freehand sketches without parameter adjustment. On two input images, the user draws strokes representing the main branches and crown silhouettes of a tree. The system automatically produces a 3D tree at high speed. First, two 2D skeletons are built from strokes, and a 3D tree structure resembling the input sketches is built by branch retrieval from the 2D skeletons. Small branches are generated within the sketched 2D crown silhouettes based on self-similarity and angle restriction. This system is demonstrated on a variety of examples. It maintains the main features of a tree: the main branch structure and crown shape, and can be used as a convenient tool for tree simulation and design.     

基于互联网图像集的室外场景建模技术综述

目前在互联网上有海量的室外场景照片,它们不仅内容覆盖面广,对同一场景有大量不同视点和光照条件下的采样,而且获取成本很低.如何利用这些照片中包含的丰富场景信息,快速、方便地构造各种逼真的虚拟场景,是互联网迅猛发展给虚拟现实、计算机图形学和计算机视觉带来的新的研究课题之一.文中分析、总结了近年来国内外互联网图像的真实场景几何建模、自然光照建模和材质反射属性建模的最新研究进展,并对其未来的发展趋势提出了一些看法.     

森林场景可视化和林火模拟仿真技术研究综述

森林是生态环境系统的重要组成部分。随着气候变暖,恶劣气候气象条件造成全球森林火灾频繁发生,给国民经济和消防救援带来巨大挑战,森林火灾已成为全球主要的自然灾害。因此,森林场景可视化建模、3维场景仿真、林火模拟仿真、火场复现、预测和灾害评估成为林业虚拟仿真研究热点。本文对树木形态结构建模技术、森林场景大规模重建和实时渲染、森林场景可视化、林火模型和林火模拟仿真等前沿技术和算法进行综述。对相关的林木、植被的形态结构表达和真实感可视化建模方法进行归纳分类,并对不同可视化方法的算法优劣、复杂度、实时渲染效率和适用场景进行讨论。基于规则的林木建模方法和基于林分特征的真实场景重建方法对大规模森林场景重建技术进行分类,基于物理模型、经验模型和半经验模型对森林火灾的林火模型、单木林火、多木林火模拟和蔓延进行总结,对影响林火蔓延的不同环境气象因子（如地形地貌、湿度、可燃物等）和森林分布对林火发生、扩散和蔓延的影响进行分析,对不同算法的优劣进行对比、分析和讨论,对森林场景可视化和林火模拟仿真技术未来的发展方向、存在问题和挑战进行展望。本文为基于森林真实场景的森林火灾模拟仿真和数字孪生沉浸式互动模拟系统的构建提供了理论方法基础,该平台可以实现森林场景快速构建、不同火源林火模拟、火场蔓延模拟仿真以及不同气象影响条件的火场预测,可对森林火场救援指挥、火场灾害评估和火场复原提供可视化决策支持。     

Context-aware garment modeling from sketches

Modeling of realistic garments is essential for creating believable virtual environments. Sketch-based modeling of garments presents an appealing, easy to use alternative to the established modeling approaches which are time consuming and require significant tailoring expertise. Unfortunately, the results created using existing sketch-based methods lack realism. Driven by human perception of garment sketches, we propose a context-aware garment sketch interpretation based on a set of observations about key factors that affect the shape of garments. Based on this analysis we develop a geometric method for sketch-based modeling of garments which obtains more realistic results than previous techniques. We demonstrate the effectiveness of our method on a variety of inputs and validate our approach via a user study where viewers were asked to compare the believability of our outputs versus previous ones.     

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     

基于图象绘制的虚拟现实系统环境

虚拟现实的一个重要目标是使用计算机生成逼真的视觉世界,使用户可以对虚拟世界的客体进行交互式考察．虚拟现实的实现有两种方法．传统上,用三维图形学的方法实行建模和绘制．此方法需要繁琐的建模和昂贵的专用绘制硬件,而且图形绘制的质量和场景的复杂性受到很大的限制．基于图象的绘制是实现虚拟现实系统的一种新方法．它克服了三维图形方法的缺点．本文在总结已有技术的基础上,提出一个实现基于图象绘制的虚拟现实系统模型,并据此模型实现一个实验系统及相应的图象工具．     

虚拟场景中基于LOD的树木真实感建模

树是虚拟场景中的重要的景物之一。提出了用参数化的分形方法对三维树木进行真实绘制;将分形计算产生的树木数据用数据结构储存起来;并根据视点与树模型的距离确定所需树木模型数据的层次;从而充分发挥了应用分形技术生成的树模型真实感强的优点,消除了分形计算耗时长的缺陷,保证了树木生成的真实性和实时性。实践证明,用文中方法在可漫游虚拟场景中产生三维树模型,在实时性与真实感方面均取得了不错的效果。