绘制大规模场景的可见性计算技术 被引量：10

1

作者 王文成 魏峰 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期161-169,共9页

高效的可见性计算可大量节省关于场景中不可见部分的计算·较系统地介绍了各种可见性计算技术·首先讨论可见性计算的基础方法;然后讨论可见性计算的高效实现和运用方法,以及一些能很好地提高绘制效率的可见性计算系统·

关键词 可见性 加速 遮挡剔除 大规模场景 综述

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面向大规模场景的数字孪生模型快速渲染方法 被引量：5

2

作者 舒亮 张洁 +1 位作者 陈璇 杨艳芳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期3664-3672,共9页

对包含大规模场景的数字孪生系统而言,孪生模型的渲染效率对于孪生系统动态实时性和交互性具有重要影响。针对现有方案在视锥体剔除和渲染框架上的不足,提出一种基于并行计算框架的数字孪生模型视锥体细粒度剔除快速渲染新方法,将模型... 对包含大规模场景的数字孪生系统而言,孪生模型的渲染效率对于孪生系统动态实时性和交互性具有重要影响。针对现有方案在视锥体剔除和渲染框架上的不足,提出一种基于并行计算框架的数字孪生模型视锥体细粒度剔除快速渲染新方法,将模型剖分为含相同数量三角面片的子模型,根据子模型几何坐标构建相应大小包围体,进行视锥体细粒度剔除,减少渲染流程中模型数据规模。同时,将渲染流程优化和CPU/GPU协同处理相结合,在GPU中构建并行计算框架,将原本CPU中进行的视锥体剔除和计算移植到GPU,进行视锥体剔除和操作的并行计算,进一步减少CPU计算负担。最后,以断路器数字孪生车间系统为例进行验证,结果表明,CPU、GPU渲染时间分别减少26.52%、25.51%,系统平均帧率提高28.35%,有效提升了数字孪生系统的运行效率和交互性能。 展开更多

关键词 数学孪生模型 视锥体剔除 包围体 大规模场景 图形处理器

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人工路标辅助的室内移动机器人SLAM 被引量：4

3

作者 冉腾 袁亮 +1 位作者 吴金强 罗高 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第7期246-249,共4页

为了提高移动机器人在大规模室内场景中同时定位与建图(SLAM)的精度,利用人工路标和激光雷达传感器对移动机器人SLAM进行了研究。针对大规模室内环境下移动机器人里程计信息不可靠,且低成本雷达测距范围较小导致地图创建结果与真实环境... 为了提高移动机器人在大规模室内场景中同时定位与建图(SLAM)的精度,利用人工路标和激光雷达传感器对移动机器人SLAM进行了研究。针对大规模室内环境下移动机器人里程计信息不可靠,且低成本雷达测距范围较小导致地图创建结果与真实环境尺度严重不符的问题,提出了利用简单人工路标辅助移动机器人定位并结合基于Rao-Blackwellized的粒子滤波算法进行室内走廊场景的移动机器人SLAM,保证移动机器人在长距离运行下的准确定位,最后通过实验验证了方法的可行性,实验结果与真实环境一致性较高,基于人工路标的移动机器人运动轨迹精度提高了6%左右。 展开更多

关键词 大规模场景 同时定位与建图 人工路标 粒子滤波算法

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大规模三维场景光线追踪渲染方法综述

4

作者 徐翔 吴小龙 +3 位作者 陈子凌 陈然 徐延宁 王璐 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1155-1170,共16页

光线追踪是目前最常用的真实感渲染算法,在三维动画、虚拟现实、数字孪生等领域发挥着巨大作用.随着人们对场景呈现精度和质量的要求不断增加,大规模场景光线追踪渲染方法受到了广泛关注.文中对大规模场景光线追踪的相关工作进行综述,... 光线追踪是目前最常用的真实感渲染算法,在三维动画、虚拟现实、数字孪生等领域发挥着巨大作用.随着人们对场景呈现精度和质量的要求不断增加,大规模场景光线追踪渲染方法受到了广泛关注.文中对大规模场景光线追踪的相关工作进行综述,并从多个角度对各类方法进行分析.首先从场景数据压缩和场景数据分解2个方面简述了大规模场景的数据组织方法;然后回顾了内外存调度光线追踪方法,并分析了LOD在该类方法中的应用;接着介绍了分布式光线追踪方法,并将其分为屏幕空间并行、数据并行和混合并行3类进行分析对比;最后,总结大规模场景光线追踪的研究进展,分析现有方法在数据存储、数据访问、渲染质量、渲染速度等方面的问题,并指出可能的未来研究方向,包括基于神经网络的场景数据压缩、实例化场景数据分解、计算热点预测、自适应分布式策略等. 展开更多

关键词 光线追踪 大规模场景 分布式渲染 全局光照 真实感渲染

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基于先验地图约束的多传感器融合定位

5

作者 王春普 孙波 刘儒瑜 《导航与控制》 2024年第2期99-107,共9页

移动机器人定位技术是实现移动机器人自主任务执行的核心基础。通过精准定位,移动机器人能有效地进行路径规划和控制、目标检测等任务。针对大尺度复杂场景下地面移动机器人定位算法累计误差大、精度低、实时性差的问题,提出了一种基于... 移动机器人定位技术是实现移动机器人自主任务执行的核心基础。通过精准定位,移动机器人能有效地进行路径规划和控制、目标检测等任务。针对大尺度复杂场景下地面移动机器人定位算法累计误差大、精度低、实时性差的问题,提出了一种基于先验点云地图约束的融合多线激光雷达、惯性测量单元和GNSS的定位算法。首先,利用先验地图中保存的GNSS信息和关键帧与当前获取的GNSS测量值和激光帧对机器人位姿进行初始化;然后,对惯性测量单元进行预积分估计机器人位姿,由估计位姿的邻近关键帧构建局部地图;最后,与当前激光帧进行配准,从而完成机器人精确定位。在公开数据集和真实场景中的大量实验结果表明,所提算法相较于已有算法,精度提升约20%,定位速度提升约1%。基于先验地图的多传感器融合定位方法在大尺度复杂场景下有着更高的精度和可靠性,可作为农林、城区等大规模场景下的移动机器人定位解决方案。 展开更多

关键词 大尺度场景 移动机器人 先验地图 多传感器融合 激光雷达

原文传递

大型虚拟博览会场景的优化方法研究 被引量：3

6

作者 杜宝江 吴恩启 +1 位作者 王立平 李祥 《计算机技术与发展》 2010年第5期207-210,共4页

随着人们对信息需求的不断攀升,大型展览会都开始同期设立网上展馆。为了解决不断扩大的场景规模和访问者对场景的高精度要求之间的矛盾,采用了合理的建模方法,如优化模型、LOD技术和预渲染方法,简化的碰撞检测模型和天气仿真模型等对... 随着人们对信息需求的不断攀升,大型展览会都开始同期设立网上展馆。为了解决不断扩大的场景规模和访问者对场景的高精度要求之间的矛盾,采用了合理的建模方法,如优化模型、LOD技术和预渲染方法,简化的碰撞检测模型和天气仿真模型等对大型虚拟博览会场景进行了有效优化。在不影响场景质量的前提上,有效地减少了系统硬件设备运算量,降低网上博览会的运营成本,同时增强了系统的互动性,使大型虚拟博览会的体验更加真实和生动。 展开更多

关键词 大型场景 模型简化 场景优化

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大规模场景可见性判断算法研究

7

作者 李钊 王天宝 +1 位作者 李建军 石虎林 《无线电工程》 2008年第3期46-48,57,共4页

大规模复杂场景可见性判断技术主要用于解决复杂场景的低负荷绘制问题,是通过研究场景复杂性和人类视觉感知规律等相关因素的内部联系,实现与场景规模和复杂度无关或弱相关的快速绘制技术。论述了可见性判断算法的分类,在分析已有可见... 大规模复杂场景可见性判断技术主要用于解决复杂场景的低负荷绘制问题,是通过研究场景复杂性和人类视觉感知规律等相关因素的内部联系,实现与场景规模和复杂度无关或弱相关的快速绘制技术。论述了可见性判断算法的分类,在分析已有可见性算法的基础上,总结了现有各算法的优点与不足,并指出未来仍然需要重点研究的若干关键问题。 展开更多

关键词 可见性 遮挡剔除 大规模场景 实时漫游

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大区域地物场景的交互绘制 被引量：2

8

作者 王林旭 谢剑薇 邹红霞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2625-2628,共4页

研究了大区域地理环境中地物场景的数据组织和快速绘制问题。首先,给出了基于层次四叉树组织管理大区域地物场景数据的方法;其次,描述了大区域地物场景交互绘制的流程,并对节点级视锥剔除阶段和遮挡剔除阶段进行了重点介绍。该方法便于... 研究了大区域地理环境中地物场景的数据组织和快速绘制问题。首先,给出了基于层次四叉树组织管理大区域地物场景数据的方法;其次,描述了大区域地物场景交互绘制的流程,并对节点级视锥剔除阶段和遮挡剔除阶段进行了重点介绍。该方法便于集成到已有的实时地形绘制软件中。实验结果表明,在保证场景画面质量的前提下,集成后的系统能在微机上对大区域地理环境进行快速交互显示。 展开更多

关键词 大规模场景 交互绘制 层次四叉树 视锥剔除 遮挡剔除

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一种适合于大规模场景阴影绘制的分层方法 被引量：1

9

作者 石祥滨 闻明宇 王越 《沈阳航空工业学院学报》 2009年第2期25-28,8,共5页

采用基于视截体分层的方法进行大规模场景阴影绘制时,需要考虑分层的合理性与阴影的图像质量。因此,提出了一种改进的视截体对数分层方法,根据各分割层与视点的距离,为每一个分割层确定一个PCF过滤核的尺寸,根据过滤核尺寸的大小,调整... 采用基于视截体分层的方法进行大规模场景阴影绘制时,需要考虑分层的合理性与阴影的图像质量。因此,提出了一种改进的视截体对数分层方法,根据各分割层与视点的距离,为每一个分割层确定一个PCF过滤核的尺寸,根据过滤核尺寸的大小,调整该层的位置,并使用PCF过滤方法提高阴影的图像质量。实验结果表明,该方法具有更好的阴影图像效果。 展开更多

关键词 大规模场景 实时渲染 视截体分层 shadowmaps

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基于OGRE的海量模型动态调度的研究与实现 被引量：1

10

作者 李雷 欧元汉 +1 位作者 廖贵宾 刘迪 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第11期3977-3981,共5页

针对OGRE不能实现海量三维模型动态调度的情况,实现了以单个模型为单位的动态加载卸载,实现了预加载,解决了模型"突现"的问题;对离开窗口的模型进行判断,删除过期的模型;对于采用多个细节层次的情况,没有用到的细节层次模型... 针对OGRE不能实现海量三维模型动态调度的情况,实现了以单个模型为单位的动态加载卸载,实现了预加载,解决了模型"突现"的问题;对离开窗口的模型进行判断,删除过期的模型;对于采用多个细节层次的情况,没有用到的细节层次模型也会从内存卸载。实验结果表明,改进之后,内存占用率大大降低,缓解了内存压力,表明了该方法具备有效性。 展开更多

关键词 虚拟现实 大规模场景 海量三维模型 动态调度 面向对象图形渲染引擎 分页数据库 分页细节层次节点

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大规模场景分割及LOD结构生成算法研究 被引量：7

11

作者 费红辉 王毅刚 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第7期227-230,共4页

在三维渲染中,场景的复杂程度是限制三维引擎渲染能力的主要原因。借助GIS系统中常用的对地图进行分片和分层的思想,对大规模三维场景进行处理,建立起多层次分片的LOD结构。具体步骤主要包括对三维模型的简化和分割。简化主要采用传统... 在三维渲染中,场景的复杂程度是限制三维引擎渲染能力的主要原因。借助GIS系统中常用的对地图进行分片和分层的思想,对大规模三维场景进行处理,建立起多层次分片的LOD结构。具体步骤主要包括对三维模型的简化和分割。简化主要采用传统的边塌陷方法以及适当的局部细节剔除策略;分割指基于场景的空间位置信息,将边界区的三角面片进行切分,使一个场景结构分裂成两个场景结构。 展开更多

关键词 大规模场景 模型简化 LOD 模型分割

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一种改进的大尺度高光谱流形降维算法 被引量：6

12

作者 张晶晶 周晓勇 刘奇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期267-276,共10页

经典流形算法等距映射(ISOMAP)和局部线性嵌入(LLE)可以对高光谱数据进行降维,但不能解决大尺度高光谱图像的流形降维难题。详细论述了ISOMAP和LLE在大尺度高光谱流形降维中遇到的问题,提出了一种基于增量等距映射(IISOMAP)和LLE结合的... 经典流形算法等距映射(ISOMAP)和局部线性嵌入(LLE)可以对高光谱数据进行降维,但不能解决大尺度高光谱图像的流形降维难题。详细论述了ISOMAP和LLE在大尺度高光谱流形降维中遇到的问题,提出了一种基于增量等距映射(IISOMAP)和LLE结合的高光谱流形降维算法IISOMAP-LLE,并针对流形降维算法较线性降维算法最小噪声分离(MNF)可以更好地发掘出高光谱数据中的非线性结构的优点,通过AVIRIS和OMIS-II数据实验验证了算法的可行性和优越性,并证明了IISOMAP-LLE算法可以避免增强型等距映射(ENH-ISOMAP)中由于Landmark点选取不当而造成的本征维数较大时类间可分性反而低于MNF的缺点。 展开更多

关键词 遥感 高光谱遥感 大尺度高光谱流形降维 增量等距映射 增强型等距映射 最小噪声分离

原文传递

大规模复杂场景交互绘制技术综述 被引量：13

13

作者 吴玲达 高宇 魏迎梅 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期1579-1587,共9页

大规模复杂场景的快速绘制是虚拟现实、实时仿真和三维交互设计等许多重要应用的底层支撑技术,也是诸多研究领域面临的一个基本问题.随着近几年三维扫描和建模技术的飞速发展,三维场景的规模和复杂度不断增大,大规模复杂场景的交互绘制... 大规模复杂场景的快速绘制是虚拟现实、实时仿真和三维交互设计等许多重要应用的底层支撑技术,也是诸多研究领域面临的一个基本问题.随着近几年三维扫描和建模技术的飞速发展,三维场景的规模和复杂度不断增大,大规模复杂场景的交互绘制受到了国内外研究者越来越多的重视并取得了一系列研究成果.首先简要回顾了大规模复杂场景交互绘制的研究进展情况;然后通过对其中涉及的主要关键技术进行总结分析,并对国内外典型的绘制系统进行比较和分类,阐述了大规模复杂场景交互绘制的主要研究内容,给出了大规模复杂场景交互绘制系统所应包含的基本组成部分和一般框架;最后对今后的发展方向做出了展望. 展开更多

关键词 大规模复杂场景 交互绘制 层次细节 可见性剔除 外存算法

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大规模虚拟场景渐进式传输的研究进展 被引量：14

14

作者 王伟 贾金原 +1 位作者 张晨曦 江崟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第2期38-43,60,共7页

随着网上三维虚拟场景的急剧扩张,来自用户端的即时下载请求和有限带宽之间的矛盾亦变得日益突出。现已有大量研究者致力于通过"渐进式传输"来实现网上大规模虚拟场景的快速下载,因此有必要对现有研究成果进行综述。首先介绍... 随着网上三维虚拟场景的急剧扩张,来自用户端的即时下载请求和有限带宽之间的矛盾亦变得日益突出。现已有大量研究者致力于通过"渐进式传输"来实现网上大规模虚拟场景的快速下载,因此有必要对现有研究成果进行综述。首先介绍了渐进式传输的基本原理和过程,给出了一个用于评价不同传输策略的公式,接下来分别从(1)潜在可视场景集及潜在可视场景集增量的判定,(2)三维物体模型的简化技术和流式编码,(3)不同体系结构的分布式虚拟环境中的场景传输机制,(4)虚拟场景的预下载策略等方面论述了针对大规模虚拟场景的渐进式传输策略,最后展望了网上大规模虚拟场景渐进式下载技术的未来研究方向。 展开更多

关键词 大规模虚拟场景 渐进式传输 潜在可视场景集 分布式虚拟环境 场景预下载

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大规模地貌场景的实时纹理合成 被引量：4

15

作者 朱涛 罗仕鉴 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期264-266,共3页

提出一种新的高效的大规模三维地貌纹理合成方法。把三维地貌场景进行透视变换投影到平面上,对这些平面上的三角网格赋一个连续的缩放因子场,把给定的纹理缩放成很多级别,使得可以和网格上的缩放因子相对应,按二维平面三角面片纹理合成... 提出一种新的高效的大规模三维地貌纹理合成方法。把三维地貌场景进行透视变换投影到平面上,对这些平面上的三角网格赋一个连续的缩放因子场,把给定的纹理缩放成很多级别,使得可以和网格上的缩放因子相对应,按二维平面三角面片纹理合成的思想进行合成。实验表明,该方法在不拉伸纹理的同时能够达到实时,取得良好的视觉合成效果。 展开更多

关键词 纹理合成 缩放因子 大规模场景

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大场景下的单图像相机标定 被引量：6

16

作者 姚万业 刘彤宇 姜锦涛 《计算机仿真》 北大核心 2020年第11期454-459,共6页

传统的相机标定法在大视场、远距离的环境下,无法得到精确的相机参数。针对该场景,提出一种新的标定方法。无需任何人工标定物,在基于三维渲染引擎的虚拟三维模型中捕获标定点的经纬高坐标信息,通过坐标转换关系得到该模型虚拟点对应的... 传统的相机标定法在大视场、远距离的环境下,无法得到精确的相机参数。针对该场景,提出一种新的标定方法。无需任何人工标定物,在基于三维渲染引擎的虚拟三维模型中捕获标定点的经纬高坐标信息,通过坐标转换关系得到该模型虚拟点对应的客观世界坐标信息,然后使用线性直接法做相机内外参数的初始估计,再利用Ceres-solver解算器优化得到精确的相机参数和畸变系数。通过实验证明,与现有相机标定方法比,新标定方法更满足场景要求,且有更高的精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 相机标定 大场景 非线性优化

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大规模道路交通数据网络轻量化可视化方法 被引量：5

17

作者 朱军 吴思豪 +4 位作者 张昀昊 黄华平 郭煜坤 陈逸东 李维炼 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期905-912,共8页

为提高网络环境下大规模道路交通数据动态可视化效率,提出一种在网络环境下使用流光线表达交通态势的轻量化可视化方法.首先,提出顾及道路属性的路网分层组织方法,并绘制在不同视角高度下的道路;然后,提出基于WebGL(Web graghics libra... 为提高网络环境下大规模道路交通数据动态可视化效率,提出一种在网络环境下使用流光线表达交通态势的轻量化可视化方法.首先,提出顾及道路属性的路网分层组织方法,并绘制在不同视角高度下的道路;然后,提出基于WebGL(Web graghics library)技术线段索引特点的多道路合并方法,并结合视域剔除以及多线程技术对场景进行优化,设计实现了支持道路拥堵状态实时变换的渐变、动态流光线等动画效果;最后,研发了原型系统,并以全国道路网数据为例进行案例实验与分析.实验结果表明:在网络环境下进行大规模道路交通数据动态可视化,本文方法可视化帧率稳定在40帧/秒以上,相较于百度ECharts GL可视化方法提高了20~30帧/秒. 展开更多

关键词 道路交通数据 大规模场景 流光线 场景优化 可视化

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基于线特征的大规模城市场景点云配准算法

18

作者 蒋红彪 炊宇恒 +4 位作者 张同刚 贾月江 李文君 陈婷婷 熊鑫 《测绘与空间地理信息》 2024年第12期178-181,共4页

针对大规模城市场景下同名线对精度不足导致点云配准不准确的问题,提出了基于线特征的大规模城市场景点云配准算法。首先,该方法对机载点云和车载点云中的建筑物进行3D特征线的检测和筛选,并将特征线分为横向特征线和纵向特征线两组;其... 针对大规模城市场景下同名线对精度不足导致点云配准不准确的问题,提出了基于线特征的大规模城市场景点云配准算法。首先,该方法对机载点云和车载点云中的建筑物进行3D特征线的检测和筛选,并将特征线分为横向特征线和纵向特征线两组;其次,基于线段豪斯多夫距离(Line segment Hausdorff Distance,LHD)进行初始3D同名线对的搜索;然后,通过平面拟合与相交的方法对精度不足的纵向同名线对进行优化,并设计不同组合的同名线对配准方案;最后,利用RLMR-FMII 2配准算法实现不同配准方案的点云精确配准,得出最优的配准方案。采用实测点云进行实验,得出基于优化后的纵向同名线对的配准方案为最优方案,实验结果表明该算法能够实现大规模点云的精确配准。 展开更多

关键词 大规模城市场景 线段豪斯多夫距离 平面拟合与相交 配准方案

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虚拟现实下大规模复杂场景动态交互仿真

19

作者 范学智 张捷 《计算机仿真》 2024年第11期496-500,共5页

大规模复杂场景中包含现实世界中的多种元素和交互方式,容易导致渲染和交互的延迟问题,影响用户体验。为此提出了虚拟现实技术下大规模复杂场景动态交互方法。利用Kinect相机和GPS系统获取用户手指在现实场景中的坐标位置,基于统一建模... 大规模复杂场景中包含现实世界中的多种元素和交互方式,容易导致渲染和交互的延迟问题,影响用户体验。为此提出了虚拟现实技术下大规模复杂场景动态交互方法。利用Kinect相机和GPS系统获取用户手指在现实场景中的坐标位置,基于统一建模语言将手指坐标映射到大规模复杂虚拟场景中,以实时获得手指的虚拟场景坐标,根据手指间的位置关系得到用户的手势信息,并确定用户的交互操作需求,根据需求快速实现用户和大规模复杂虚拟场景的动态交互。实验结果表明,上述方法的易用性较高、交互效果较好。 展开更多

关键词 虚拟现实技术 大规模复杂场景 动态交互 手势识别

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图形图像融合的海量建筑绘制 被引量：3

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作者 周杨 胡校飞 +2 位作者 靳彩娇 张龙 陈安东 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1072-1080,共9页

目的城市3维模型数据海量且结构复杂,缺乏一个高效完善的可视化系统往往是影响数字城市应用的瓶颈之一。通常利用多层次细节(LOD)与调度算法减少每一帧绘制的数据量来提高绘制效率,当场景规模足够大时,即使采用复杂的优化算法也难以取... 目的城市3维模型数据海量且结构复杂,缺乏一个高效完善的可视化系统往往是影响数字城市应用的瓶颈之一。通常利用多层次细节(LOD)与调度算法减少每一帧绘制的数据量来提高绘制效率,当场景规模足够大时,即使采用复杂的优化算法也难以取得较好的效果。为此,本文在传统算法基础上,提出一种图形图像融合的海量建筑物场景绘制方法。方法提出并采用视域分级绘制策略,将视椎体平行分割为感兴趣区域、次感兴趣区域和非感兴趣区域,感兴趣区域采用图形实时绘制方法,使用离屏渲染技术将次感兴趣和非感兴趣区域绘制在纹理图像中,每一帧绘制完成后将二者进行顾及深度信息的融合,实现完整场景渲染。结果使用公开的纽约市区CityGML文件作为实验数据,数据包含了118 195个LOD1和LOD2级别的建筑物模型。分别构建多组不同建筑数量的场景进行帧率统计实验,绘制帧率都达到20帧/s以上。算法实现了视觉无损失的场景完整渲染,并与Cesium平台进行对比实验,证明算法有效且系统运行流畅。结论图形图像融合的绘制方法,既保持了图形渲染的漫游连续性,同时也具有图像渲染的场景复杂度无关的优点。实验结果表明,针对大规模的低分辨率建筑模型场景,算法可以有效提高系统的渲染能力,在性能相对较低的硬件条件下也能实现海量建筑物实体模型的流畅漫游,并达到视觉无损失的场景完整绘制。 展开更多

关键词 城市3维 图形图像融合 大规模场景 海量数据 城市建筑

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