一种基于GPU实现的自适应八叉树纹理绘画算法

当前,虽然基于二维图像映射定义的传统二维纹理已得到广泛应用。但是它有很多局限性。这是因为很多三维模型在纹理空间中进行参数化是非常困难的,例如隐式表面、细分表面和高密度或高细节的多边形网格。基于八叉树纹理定义,提出了一种新型的自适应八叉树纹理绘画算法。和传统的八叉树纹理映射算法相比,不但占用更少的存储空间,而且实现了基于GPU的纹理查询,有更快的查找速度。     

3D非均匀直线网格GPU体绘制方法研究

计算机图形硬件技术的快速发展可以用来加速可视化过程,为此针对非均匀直线网格,给出了基于均匀辅助网格的CPU光线投射算法、基于辅助纹理的GPU光线投射算法,以及基于切片的3D纹理体绘制算法,并在Nvidia Geforce 6800GT图形卡上对这些算法进行了测试。结果表明,GPU算法远远快于CPU算法,而基于切片的3D纹理体绘制算法则快于GPU光线投射算法。     

基于八叉树的三维网格模型体素化方法

利用八叉树结构的编码特性,提出一种将三维多边形网格模型离散成体素表示。进而产生整个模型的体素表示的算法,提出利用多边形网格轮廓体素和模型内、外体素序列的标志位特性,将三维网格模型内部体素化,纠正了Flooding算法在处理内部封闭空腔时产生的错误。算法可在PC平台上实现。通过证明和实验可知,本算法能产生准确的26-邻接体素模型,并且具有较高的执行效率,能取得较好的效果。     

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。     

基于多分辨率裁剪纹理的体裁剪技术

为解决单分辨率裁剪纹理的数据规模过大的问题,该文提出了一种具有INDEX-DATA二级结构的多分辨率裁剪纹理。文章主要介绍了多分辨率裁剪纹理的定义和结构,并讨论多分辨率纹理的构建方法和基于多分辨率纹理的体裁剪方法,最后对实验结果进行了分析讨论。该文方法已在自主知识产权可视化软件SVIP中得到应用,取得了令人满意的结果。     

基于八叉树编码的点云数据精简方法

针对逆向工程中的点云数据预处理,分析了现有数据精简方法的不足,提出了基于八叉树编码的均匀精简方法。应用八叉树编码法划分点云邻域空间为多个指定边长的子立方体,保留每个子立方体中距中心点最近的点,实现从空间整体角度对点云的精简。对涡轮叶片测量数据进行了精简测试,证明了该算法的有效性和实用性。     

基于Cult3D的JAS开发技术实现交互式网络三维动画

Cult3D是近来出现的一项应用广泛的Web3D实现技术,具有高压缩性、强交互力、跨平台的优点。JAS是一组经过编译的Java语言程序,结合Cult3D可更快速、方便、高效地进行网络三维开发。文章介绍了如何采用Cult3D的JAS开发技术以实现交互式的网络三维动画。     

协同环境中3D替身交互行为动态控制的实现

协同环境中用户之间的协同感知程度和实时交互性直接影响到协同工作的质量。目前,部分CSCW 应用系统通过向虚拟协同环境CVEs 中添加3D 替身来提高用户之间的协同感和交互感。但经研究发现,其场景中所有的替身只是在用户的控制下机械地使用VRML 中提供的行为机制进行运动,替身之间也不存在交互行为,用户交互程度仍然不足。为了进一步解决这个问题,笔者着重研究了CVEs 中3D 替身之间交互行为的实现,通过替身行为机制的建立,利用VRML 和Java 实现了替身之间交互行为的动态控制,从而增强了用户的协同感和交互感,提高了协同工作的效率。     

Web3D引擎中三维图形对象拾取的算法与实现

应用Web3D引擎开发的计算机仿真系统和虚拟现实系统均需在Web浏览器上运行,需要其能快速下载和运行,因而要求尽可能提高Web3D引擎包括拾取功能在内的计算效率。在算法上提出了射线的分层次求交,先采用包围盒算法来实现对选择对象的快速拾取;为优化拾取的精度,再用三角形算法来实现准确拾取。在提出算法的基础上,用JAVA语言实现了在开源Web3D引擎上对所选图形对象拾取功能的开发。     

空间方位向量与包围体策略结合的3D模型拾取

3D模型的拾取在三维人机交互、交互式图像系统图形拾取方面均有重要应用,目前普遍的拾取算法均需利用鼠标操作才能实现,在拾取计算过程中常存在一系列矩阵求逆的问题,且对3D 模型构造的拾取包围体过于单一,影响拾取的有效性、便捷性和精确性。本文提出了一种基于空间方位向量与包围体策略结合的3D 模型拾取算法。首先,用实体交互笔代替鼠标,在下位机解算交互笔空间姿态信息,将交互笔空间方位向量实时映射到虚拟场景世界坐标空间并生成一条拾取射线;其次,采用形状判定阈值策略,对3D 模型不同模块的外形特征实时建立针对具体模块的盒状包围体和球状包围体;最后,通过拾取射线与具体包围体的相交检测,判定是否拾取了具体模块。实验中以拾取具体3D 模型为例,相比于经典射线与单一包围体的拾取方法,本文所提出的算法对模块的拾取速度提高了16.98%,对3D模型相邻模块边缘的拾取误判率从单一包围体的71.26%降低到12.80%,操作便捷有效。     

基于逃逸时间算法的三维分形图绘制方法

使用经典的逃逸时间算法通常得到的是黑白的或缺乏颜色过渡的Mandelbrot集或Julia集.通过定义色彩控制球,给出一种绘制三维分形图的方法.对于确定区域内的迭代初始点,首先将动力系统的迭代逃逸点或非逃逸点映射到色彩控制球内,然后计算映射点到球心的距离;以该距离为参数,经由色彩控制函数确定迭代初始点的色彩;再以该色彩绘制迭代初始点域中的嵌入体表面,从而得到具有伪三维效果的分形图.     

基于图像的非真实感艺术绘制技术综述

非真实感绘制是计算机图形学和图像处理中一个崭新的课题,属于计算机艺术的范畴,正受到国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列的研究成果。首先简要介绍了非真实感绘制的研究意义及其研究范围;然后通过对其中涉及的主要关键算法进行总结分析,并对国内外典型的绘制方法进行比较和分类,阐述了非真实感绘制的主要研究内容;最后对今后的发展方向做出了展望。     

采用VC++与OpenGL的三维场景编辑系统的研究与设计

三维场景和模型编辑是开发可视化系统时一项必不可少的工作.介绍了基于Visual C++及OpenGL的三维场景编辑系统的构建,研究和设计了外部模型导入,场景编辑控制,渲染输出等功能.重点阐述了系统的总体设计,功能模块及其实现过程中的关键技术,并列举了主要功能模块的关键代码.     

Methods for Quantifying and Characterizing Errors in Pixel-Based 3D Rendering

We present methods for measuring errors in the rendering of three-dimensional points, line segments, and polygons in pixel-based computer graphics systems. We present error metrics for each of these three cases. These methods are applied to rendering with OpenGL on two common hardware platforms under several rendering conditions. Results are presented and differences in measured errors are analyzed and characterized. We discuss possible extensions of this error analysis approach to other aspects of the process of generating visual representations of synthetic scenes.     

体绘制及三维交互技术在地质数据可视化中的应用

对地质勘探所提供的大规模三维规则风格数据进行可视化处理。     

基于局部纹理特征的三维掌纹识别研究

近年来,自动掌纹识别方法的研究吸引了越来越多的关注,已有的工作主要集中于二维掌纹识别。然而,二维掌纹图像存在着易伪造、抗噪能力差的缺陷,实际应用中会带来潜在的安全隐患。因此,三维掌纹识别被视为一种可行的解决方案来进一步提高识别的性能。基于局部纹理特征,本文提出一种有效的三维掌纹识别方法。该方法首先利用形状指数来描述三维掌纹的局部几何特征,接着提取形状指数图像的局部三值模式以及Gabor小波特征,最后在匹配分数层次上对这两种互补的局部纹理特征进行融合,随后的实验证明了融合特征较单独特征要好。在香港理工三维掌纹数据库上的实验结果表明,本文方法在识别率上要优于目前流行的其它三维掌纹识别方法,从而验证了本文方法的有效性。     

采用GIS-VRML技术的地下管网三维可视化与管理

以GIS为基础平台,VB为开发工具,采用组件开发模式,结合虚拟现实构造语言VRML,实现了地下管网的三维可视化与管理.介绍了管理系统的总体结构及其主要功能,详述了基于Web的地下管网三维虚拟显示的实现方法,为地下管线的三维数字化、网络化管理提供了一个实例.