基于边界图的纹理合成方法

已有的纹理合成方法往往难以很好地保持纹理中的边界结构特征．为此,提出一种利用纹元边界辅助合成的方法．新方法首先从样本纹理中抽取出“纹元边界图”,然后在此图的指导下,基于块纹理合成方法的流程对“纹元式纹理”的两种情况“覆盖式”和“非覆盖式”纹理分别采用“边界覆盖法”和“边界匹配法”进行纹理合成．与已有的合成方法相比,新方法能更好地保持纹理的边界结构特征,对很多“纹元式纹理”都达到了满意的效果并且合成速度很快．     

快速真实地生成树的自然摇曳

快速真实地模拟树在风中的摇曳一直是图形学中的一个挑战性问题．已有的方法,或者计算速度太慢,或者所处理的模型局限在几千个面片之内,难以用较强的真实感进行动画模拟．针对复杂树在风中的自然摇曳,该文提出一种新的方法．一方面,它基于统计数据采用高斯分布来近似逼近实际风力,既可以基于物理性态很好地反映风力的影响,又可以方便树的变形计算;另一方面,根据树的层次结构特点,新方法对树的各个部分分别进行独立的变形计算,然后再根据它们的连接关系进行组合,完整地获得树的变形．新方法对于小振幅的非末梢枝条,是利用静力分析来计算它们的变形,而对于振幅大的末梢枝条则采用Newmark逐步积分法求解其振动方程,这样就可以以较少的计算开销获得变形真实感很强的结果．在对树的各种姿态进行成像时,新方法运用了基于硬件的shadow mapping技术和LOD(Level-Of-Details)技术,以快速生成高度真实感的树．实验表明,对于有近4万个控制节点、近90万个拟合外观模型的三角形的柳树模型,新方法可以对其自然摇曳进行每秒0．6帧的高度真实感的模拟．     

具有散射效果的室内外光束实时绘制

依据空气散射的物理原理,提出一种高效的能够实时模拟动态自然光束的真实感绘制方法.首先推导出散射计算的解析表达式以取代传统的数值积分方法;然后基于 GPU 特点设计了一种有效的光束体表示,作为光束体和阴影体统一形式共同参与 GPU 着色器的运算,从而生成具有阴影效果的光束.该方法不仅可以模拟单个光源形成的光束,还可以实时模拟动态太阳光源产生的多个自然光束.由于采用了 GPU 加速计算,可以满足实时应用需求.     

利用球谐方法分散计算场景的全局光照

作为一种特殊的光照模型,辐射度在图形学中有着重要的应用.然而,由于其计算的复杂性,辐射度方法一直得不到广泛的应用,特别是在动态场景中.提出一种基于辐射度算法的全局光照实时加速算法,在原有基于点采样进行场景的全局光照近似的基础上,提出了不同的点采样计算方法,以提高辐射度方法对动画场景的适应性.算法对场景中的物体建立六面体包围盒,并在包围盒各顶点设置采样点,这样就可以在环境变化对其光照影响不大的情况下采用原有的计算结果,实现辐射度算法在动态场景中的计算加速.同时,对场景中的每个物体的光照,利用立方体映射计算直接光照;而对物体间的能量交换采用点采样方法进行近似计算并利用附近采样点的光照插值作为物体的光照.实验结果表明,该算法可以减少大量的间接光照计算,提高了辐射度算法的效率.     

基于模版的三角网格拓扑压缩

提出一种基于面的高效三角网格拓扑压缩算法.该算法是单分辨率无损压缩算法,是对Edgebreaker算法的改进:在网格遍历部分,通过自适应网格遍历方法使非常影响压缩比的分割图形操作尽可能少;在熵编码部分,为网格遍历后得到的每个操作符各设计一个模版,根据模版确定该操作符的二进制表示,然后采用自适应算术编码方法压缩该二进制表示得到最后的压缩结果.与网格拓扑压缩领域中基于面的最好的算法得到的压缩比相比较,该算法得到的压缩比有很大提高.     

基于中介面加快光线跟踪计算

提出一种新的光线跟踪方法,以提高光线找到相交面片的效率.它在场景中生成一些面积较大的规整中介面片,然后为中介面上的每个点建立一个场,以记录到达该点的不同方向的光线将相交的面片.由此,光线跟踪时,一条光线可方便地找到相交的中介面,并通过查找中介面上所记录的内容,就能得到它所相交的面片.与已有方法相比,新方法不仅能很好加速主光线与阴影光线的计算,而且能很好地加速反射、折射等二次光线的计算.它能在GPU上方便地实现,并能有效地处理动态场景.     

中国图形工程：1995

对计算机图形学及至图形工程作了简要的介绍，并论述了图形与图象工程的关系。基于目前我国图形工程的研究以及有关文献的分布情况，在１９９５年出版的一些重要期刊上选取了近百篇有关图形工程的论文并根据其内容进行了分类统计。旨在使读者对图形工程的发展状况有一个总体了解，并对从事这一领域工作的读者查阅文献提供方便。     

非规则数据场体绘制光线投射求交的加速新方法

光线投射是非规则数据场体绘制的一种常用方法。它能生成高质量的图形，但开销很大。其原因在于光线与面的求交，特别是与外部面的求交，需要非常大的工作量。本文利用平面多边形扫描算法求取光线与外部面的交点，井利用内部体元和面的相关性，改进了光线与内部面的求交计算，从而减少了运算量，提高了绘制速度。     

铸造工艺CAD组件集成环境的研究

以铸造工艺CAD为例介绍了组件集成环境的结构和设计方法。在一套基于通用的组件结构的铸造工艺设计组件库的基础上，通过组件的注册、对象的管理和对象属性的存取等方面，设计出一个易于扩充新设计方法的铸造工艺设计计算的组件集成环境。该方法不仅可用于铸件重量和模数计算及铸造工艺计算，还可用于进一步开发完善的各类专业工艺CAD或计算机图形软件。