基于流式路径追踪的实时真实感渲染技术

1

作者 王宸 过洁 郭延文 《中兴通讯技术》 北大核心 2024年第S01期54-59,共6页

从图形处理器(GPU)的线程调度和内存访问两个角度出发,提出了一种基于流式路径追踪的实时真实感渲染方案。它将传统的路径追踪算法分解成多个独立的逻辑模块,使得算法的实现更加贴合GPU硬件的调度模式,并且使用数组结构体(SoA)风格的内... 从图形处理器(GPU)的线程调度和内存访问两个角度出发,提出了一种基于流式路径追踪的实时真实感渲染方案。它将传统的路径追踪算法分解成多个独立的逻辑模块,使得算法的实现更加贴合GPU硬件的调度模式,并且使用数组结构体(SoA)风格的内存布局重新排列数据,使得算法在GPU中运行可以减少对动态随机存取存储器(DRAM)的访问次数,从而提升算法的运行性能。该方案对GPU友好,相比于无优化的路径追踪算法,在GPU中的运行时间降低了83%~88%。 展开更多

关键词 实时真实感渲染 路径追踪 GPU友好 流式 SOA

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机械零件的非真实感渲染研究 被引量：2

2

作者 王浩田 戴立玲 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第11期4377-4381,共5页

针对机械零件CAD模型在二维载体上显示时特征不明显的问题,提出对零件模型进行非真实感渲染,使结果类似于手绘轴测图中的黑白润饰样式。根据手绘轴测图的润饰策略,对零件模型的特征进行了分析和分类,并制订出针对主要特征的识别规则;在... 针对机械零件CAD模型在二维载体上显示时特征不明显的问题,提出对零件模型进行非真实感渲染,使结果类似于手绘轴测图中的黑白润饰样式。根据手绘轴测图的润饰策略,对零件模型的特征进行了分析和分类,并制订出针对主要特征的识别规则;在此基础上,用计算机模拟出多种润饰笔触效果,并与特征识别结果相结合,最终生成表达型的轴测图样。通过实例验证了渲染工具的有效性。 展开更多

关键词 计算机图形学 非真实感渲染 工程特征 手绘轴测图 三角网格

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面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法

3

作者 胡燕 陈立哲 +3 位作者 谢含纳 葛钰峣 周顺 蔡兴泉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1699-1712,共14页

针对一般黑白漫画风格的非真实感渲染方法资源开销高和实时性差的问题,提出一种面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法。设计特化光照模型,通过分析光照模型效果,设计主体突出的环境光项和灰度分级的漫反射项,合并光照模型... 针对一般黑白漫画风格的非真实感渲染方法资源开销高和实时性差的问题,提出一种面向游戏与动漫的黑白漫画风格非真实感实时渲染方法。设计特化光照模型,通过分析光照模型效果,设计主体突出的环境光项和灰度分级的漫反射项,合并光照模型各项,实现基于特化光照模型的场景预处理;提出屏幕空间三相边缘检测方法,将预处理得到的场景光照结果依次进行深度边缘检测、法线边缘检测、颜色边缘检测,合并边缘检测结果;对场景光照结果进行屏幕空间分区域渲染,依据光照结果灰度值大小,分别采用网点着色和线条着色方式处理,并采用插值方法处理着色交界;合并结果,依据光照模型结果灰度值设计分段函数,合并屏幕空间三相边缘检测结果与屏幕空间分区域渲染结果,得到最终渲染结果。实验表明,该方法能够以较低的资源开销和较快的渲染速度实现黑白漫画风格非真实感渲染,在有限的资源下提高渲染的效果,具有显著的黑白漫画风格。 展开更多

关键词 黑白漫画风格 非真实感渲染 实时渲染 特化光照模型 边缘检测

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真实感图形渲染算法的研究与实现 被引量：1

4

作者 高永明 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2002年第3期48-50,37,共4页

真实感图形是一种计算机图形生成技术,其关键技术主要包括光照模型、渲染算法、纹理映射、材质设置、颜色量化等方面。本文主要就我们开发的交互式真实感图形渲染系统中采用的各种渲染算法(深度缓冲算法、光线跟踪和辐射度算法)作详细... 真实感图形是一种计算机图形生成技术,其关键技术主要包括光照模型、渲染算法、纹理映射、材质设置、颜色量化等方面。本文主要就我们开发的交互式真实感图形渲染系统中采用的各种渲染算法(深度缓冲算法、光线跟踪和辐射度算法)作详细介绍。 展开更多

关键词 真实感图形渲染算法 计算机图形生成 几何模型 纹理映射

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Skyline平台下真实感模型生成方法研究 被引量：1

5

作者 李国柱 马波 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2012年第8期39-42,共4页

以广泛投入实际应用的3D GIS平台Skyline为基础平台,从着色的角度研究真实感模型的程序自动生成方法。程序生成的方式除了可以增强对象的立体感之外,还可以对构成模型的面片数量加以控制,以免对系统造成运行负担。最后将程序成功地运用... 以广泛投入实际应用的3D GIS平台Skyline为基础平台,从着色的角度研究真实感模型的程序自动生成方法。程序生成的方式除了可以增强对象的立体感之外,还可以对构成模型的面片数量加以控制,以免对系统造成运行负担。最后将程序成功地运用到管线的自动建模及数据管理中。 展开更多

关键词 SKYLINE 三维建模 光照处理 着色模式 真实感渲染

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大规模三维场景光线追踪渲染方法综述 被引量：3

6

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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水墨画笔触的快速渲染算法及其应用 被引量：6

7

作者 李大锦 白成杰 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期356-363,共8页

针对基于物理的水墨扩散模型计算复杂、效率低、难以实现图像的水墨画自动转换等问题,提出一种基于图像的水墨笔画合成方法.将水墨笔画分为基本笔画区、主扩散区和不规则边界区.首先从基本笔画区的边缘向四周等距离放大形成主扩散区,然... 针对基于物理的水墨扩散模型计算复杂、效率低、难以实现图像的水墨画自动转换等问题,提出一种基于图像的水墨笔画合成方法.将水墨笔画分为基本笔画区、主扩散区和不规则边界区.首先从基本笔画区的边缘向四周等距离放大形成主扩散区,然后根据水墨的含水量和纸张特性合成不规则的扩散边界;为了表现笔画的粗糙效果,通过画家手绘的笔触样本统计颜色变化误差,将误差叠加到笔画上.最后,给出了该方法在水墨画渲染中的应用实例和应用方法.实验结果表明,该方法效率高、合成效果好,并具有良好的时间连续性,可应用于交互式绘画系统、图像的水墨画风格转换以及三维水墨画的渲染. 展开更多

关键词 水墨扩散 中国水墨画 非真实感渲染

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基于光子映射的并行渲染算法 被引量：1

8

作者 陈皓 刘晓平 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期60-64,共5页

光子映射是针对光线跟踪以及辐射度算法存在的缺陷提出的一种新的全局光照图形绘制算法,但因其计算量大,难以适用于视景仿真和虚拟现实这样对渲染速度有严格要求的场合。并行化是提高渲染效率的重要手段,通过对不同渲染任务划分方式的比... 光子映射是针对光线跟踪以及辐射度算法存在的缺陷提出的一种新的全局光照图形绘制算法,但因其计算量大,难以适用于视景仿真和虚拟现实这样对渲染速度有严格要求的场合。并行化是提高渲染效率的重要手段,通过对不同渲染任务划分方式的比较,得出了一种较为适用的并行渲染任务划分方式,在此基础上,提出并在MPI环境下实现了针对光子映射的并行渲染算法,通过实验证明该算法可以很好适应集群计算环境,在一定程度上提高渲染速度。 展开更多

关键词 计算机应用 真实感渲染 并行渲染 全局光照 光子映射

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GPU上的水彩画风格实时渲染及动画绘制 被引量：8

9

作者 王妙一 王斌 雍俊海 《图学学报》 CSCD 北大核心 2012年第3期73-80,共8页

论文提出了一种基于GPU的对三维场景进行实时水彩画效果渲染的方法。该方法的大部分过程使用图像空间的技术实现。算法将画面分为细节层、环境层、笔触层分别渲染,再进行合成。在过程中使用环境遮挡、shadow mapping等技术进行快速的阴... 论文提出了一种基于GPU的对三维场景进行实时水彩画效果渲染的方法。该方法的大部分过程使用图像空间的技术实现。算法将画面分为细节层、环境层、笔触层分别渲染,再进行合成。在过程中使用环境遮挡、shadow mapping等技术进行快速的阴影计算,并使用图像滤镜的方法模拟水彩的多种主要特征。由于该方法以图像空间的技术为主,因此可以利用GPU并行处理的特点对计算过程进行加速,进而达到实时的渲染速度。最后建立动画脚本分析系统,进行实时动画渲染,表明该方法在计算机动画、游戏等数字娱乐产业领域有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 非真实感渲染 水彩 GPU 动画

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基于三维模型的风格化线条渲染方法 被引量：5

10

作者 蒋宝吉 唐棣 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2013年第10期289-291,308,共4页

3D模型风格化线条绘制[1]中的一个最大问题是可见性的计算,当前在以复杂的模型计算线条可见性的算法中,不是交互式渲染速度太慢就是渲染后的动画不连贯,由此提出一种在GPU下快速、高质量地计算线条可见性的算法,其利用先进的可编程图形... 3D模型风格化线条绘制[1]中的一个最大问题是可见性的计算,当前在以复杂的模型计算线条可见性的算法中,不是交互式渲染速度太慢就是渲染后的动画不连贯,由此提出一种在GPU下快速、高质量地计算线条可见性的算法,其利用先进的可编程图形流水线技术,可以支持线条可见性和广泛的风格化选项。实验结果表明,该算法运算速度能够满足交互系统的实时性需求。 展开更多

关键词 线条可见性 线条风格化 非真实感渲染 图形处理器

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基于GPU的实时素描风格渲染算法 被引量：1

11

作者 高山晓 吴献 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第A01期221-225,共5页

为了更好地模拟素描画中线条的轻重变化和明暗变化,提出了一种改进的素描风格渲染算法。将渲染过程分为轮廓线绘制、纹理绘制和色调调整三个部分;在轮廓线染绘制过程中采用多重采样来辨识轮廓线,利用卡方分布和紊乱场来模拟生成素描化... 为了更好地模拟素描画中线条的轻重变化和明暗变化,提出了一种改进的素描风格渲染算法。将渲染过程分为轮廓线绘制、纹理绘制和色调调整三个部分;在轮廓线染绘制过程中采用多重采样来辨识轮廓线,利用卡方分布和紊乱场来模拟生成素描化线条绘制;在纹理渲染绘制中,利用模型的切线和副法线生成多个方向场,通过对白噪声纹理的线性卷积(LIC)生成素描化纹理;通过牛顿插值法重新计算了输出曲线解决多重渲染混合后绘制效果偏灰问题。实验结果显示改进后素描风格渲染算法具有更高的渲染效率和更好的渲染效果。算法能够较好地实现素描风格的渲染效果,并可广泛适用于影视游戏开发中。 展开更多

关键词 非真实感渲染 线性卷积 铅笔画 多重采样 多重渲染

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基于实时主方向估计的素描渲染

12

作者 张严辞 龚昱宁 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2020年第9期217-229,共13页

提出了一种更具鲁棒性的实时主方向估计算法与一种高效率且透视正确的线卷积积分算法,并在此基础上提出了一种素描渲染算法,以解决现有素描渲染算法中渲染结果不够贴近手绘效果以及绘制出的线条的透视错误问题。该算法的核心是首先利用... 提出了一种更具鲁棒性的实时主方向估计算法与一种高效率且透视正确的线卷积积分算法,并在此基础上提出了一种素描渲染算法,以解决现有素描渲染算法中渲染结果不够贴近手绘效果以及绘制出的线条的透视错误问题。该算法的核心是首先利用了几何缓冲构建焦平面来获取每个像素点的主方向,并通过对多组焦平面采样的结果进行回归来获得更具鲁棒性的结果,解决了传统主方向实时估计中的黑块问题。相比于需要大量时间且不能改变顶点间关系的预计算算法,能适用于顶点动画以及蒙皮网络。其次,提出了一种新的线卷积算法,使其能在连续的二维及三维空间进行卷积,解决了传统的线卷积中透视出错的问题,并利用有序抖动减少线卷积积分所需的步数,提高了性能。最后结合手绘素描绘制的方式及其在效果表现上的侧重点,通过使用两个主方向夹角的角平分线作为线卷积积分的方向减少了画面的处理复杂度,并对渲染结果的一些细节进行调整,让渲染出的效果更加接近素描应有的效果。实验结果表明:所提出算法的实时主方向估计更具鲁棒性且能适用于复杂模型,且用于素描渲染的线卷积积分的效果以及性能均有提升。 展开更多

关键词 素描渲染 实时渲染 非真实感渲染 结构缓冲 有序抖动

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基于混合梯度最小化的铅笔画生成 被引量：3

13

作者 王权 胡越黎 +2 位作者 燕明 胡云生 陈朋 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期314-321,共8页

利用计算机模拟铅笔画生成的算法主要存在两个问题:其一是画面细节易丢失,边缘重点线条不够突出;二是笔画单一不能很好地展示原画中的层次信息.针对以上问题,提出了一种基于混合梯度最小化的铅笔画生成算法,通过结合L0梯度最小化和L1范... 利用计算机模拟铅笔画生成的算法主要存在两个问题:其一是画面细节易丢失,边缘重点线条不够突出;二是笔画单一不能很好地展示原画中的层次信息.针对以上问题,提出了一种基于混合梯度最小化的铅笔画生成算法,通过结合L0梯度最小化和L1范数约束,既突出显示了图像边缘和重点线条,又不影响图像的整体锐度,同时可与原图像结构保持高度一致,充分展现了图像的层次性和丰富的细节信息.实验结果表明,本算法能够生成质量更高、真实感更强的的铅笔画效果,相比于已有的其他算法具有一定的优越性. 展开更多

关键词 铅笔画 非真实感渲染 L0梯度最小化 色调渲染

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一种针对MLT的采样分布改进方法 被引量：3

14

作者 贺怀清 陈帅 +1 位作者 刘浩翰 计瑜 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第6期646-653,共8页

为了解决Metropolis光线追踪算法随机采样分布的稀疏性导致的生成图像随机噪声问题,提出了一种基于采样分布的突变策略.改进方法将采样过程分为两个阶段对Metropolis光线追踪算法进行改进,通过一阶段采样分布矩阵对二阶段突变策略进行影... 为了解决Metropolis光线追踪算法随机采样分布的稀疏性导致的生成图像随机噪声问题,提出了一种基于采样分布的突变策略.改进方法将采样过程分为两个阶段对Metropolis光线追踪算法进行改进,通过一阶段采样分布矩阵对二阶段突变策略进行影响,在当前采样点的8邻域像素位置进行小范围采样.在满足细节平衡条件的同时,设置多个采样点的标量贡献函数平均值比值为接收概率.结果表明,在相同渲染时间下改进算法生成的图像较原方法噪声更少,与目前较好的改进算法效果相当.通过改进突变策略的方式解决了间接光照场景中噪声较大的问题. 展开更多

关键词 Metropolis光线追踪 采样分布 全局光照 马尔科夫链蒙特卡罗 真实感渲染 突变策略 接收概率 路径选择

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基于分形维数向量的图像类推技术 被引量：2

15

作者 汤力 常晋义 卞负 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第13期3142-3143,3156,共3页

为了给出图像类推算法的适用范围,提出了一种新的基于分形维数向量的图像的相似性度度量算子。对图像类推算法进行了认知和分析,指出图像类推在本质上是一个多分辨的纹理合成问题,它对图像的结构和素材都存在着较高的要求。通过实验结... 为了给出图像类推算法的适用范围,提出了一种新的基于分形维数向量的图像的相似性度度量算子。对图像类推算法进行了认知和分析,指出图像类推在本质上是一个多分辨的纹理合成问题,它对图像的结构和素材都存在着较高的要求。通过实验结果表明,提出的基于分形维数向量的图像相似度度量算子可以较好的表现图像的结构和素材这两个特征。并通过实例验证了提出的图像相似度算子较好的解决了原有Image Analogies方法适用的模糊性问题,从某种意义上揭示了风格化学习和风格化继承的特性。 展开更多

关键词 分形维数向量 图像类推 风格化学习 纹理合成 非真实感渲染

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高空作业车工业设计研究 被引量：1

16

作者 孙元 虞慧岚 +2 位作者 蒋燕 丁满 宫文飞 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期179-181,213,共4页

以北京京城重工机械有限责任公司产品GTBZ系列高空作业车的转动平台外观造型设计为例,说明了应用计算机辅助工业设计技术实现高空作业车外观造型设计的设计程序以及其关键技术与方法,阐述了产品结构设计与外形设计同步进行的并行设计思... 以北京京城重工机械有限责任公司产品GTBZ系列高空作业车的转动平台外观造型设计为例,说明了应用计算机辅助工业设计技术实现高空作业车外观造型设计的设计程序以及其关键技术与方法,阐述了产品结构设计与外形设计同步进行的并行设计思想,并且说明了在计算机三维环境中实现产品的模拟真实感表现的相关内容,根据产品形象设计原理及产品外观的语意学规律,完成了高空作业车的转动平台外观设计和整车的色彩设计。 展开更多

关键词 同步设计技术 产品形象 真实感渲染

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面向对象三维图形引擎的设计与实现 被引量：2

17

作者 邱航 陈雷霆 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期123-127,共5页

提出并实现了一种面向对象的三维图形渲染引擎Gingko,对引擎的体系结构、各模块之间的关系以及关键技术进行了分析说明。该引擎提供可扩展的软件体系结构、高效的场景处理方法、方便易用的应用程序接口,为三维图形应用的快速开发和高效... 提出并实现了一种面向对象的三维图形渲染引擎Gingko,对引擎的体系结构、各模块之间的关系以及关键技术进行了分析说明。该引擎提供可扩展的软件体系结构、高效的场景处理方法、方便易用的应用程序接口,为三维图形应用的快速开发和高效运行提供了支撑。实验证明,该引擎具有运行稳定、渲染速度快的特点,对于大规模室外场景的渲染速度能保持在20fps以上。 展开更多

关键词 图形引擎 插件 实时渲染 真实感渲染

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基于相关分析的肖像素描漫画生成系统 被引量：1

18

作者 华博 李帅 湛永松 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第7期159-162,共4页

目前,计算机生成肖像漫画的方法尚不能从漫画作品中有效地学习到人物五官之间的位置关系及相互作用,其生成的肖像漫画不够协调、生动。为此,通过分析人脸肖像漫画的作画规律,提出一种基于相关分析的肖像漫画生成方法。该方法从研究漫画... 目前,计算机生成肖像漫画的方法尚不能从漫画作品中有效地学习到人物五官之间的位置关系及相互作用,其生成的肖像漫画不够协调、生动。为此,通过分析人脸肖像漫画的作画规律,提出一种基于相关分析的肖像漫画生成方法。该方法从研究漫画家的作画风格着手,通过形状夸张和关系夸张来协调五官的位置关系及其相互作用,所生成的肖像漫画更为生动、形象,具有较好的协调性。通过与一种简单有效的非真实渲染方法结合,最终实现一个素描漫画生成系统。 展开更多

关键词 肖像漫画 人脸特征 相关分析 非真实感渲染

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基于kuwahara滤波的视频风格化框架 被引量：4

19

作者 李大锦 高文冉 高俊杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期538-544,共7页

保边滤波被广泛应用于图像的艺术化风格转换,但目前的方法大都只能产生类似卡通的绘画风格,对于具有明显笔画形状的绘画风格转换都无能为力.文章在kuwahara滤波的基础上提出了一种尺度可控的各向异性kuwahara滤波,可以生成具有明显笔画... 保边滤波被广泛应用于图像的艺术化风格转换,但目前的方法大都只能产生类似卡通的绘画风格,对于具有明显笔画形状的绘画风格转换都无能为力.文章在kuwahara滤波的基础上提出了一种尺度可控的各向异性kuwahara滤波,可以生成具有明显笔画形状的艺术效果.为了更好的模拟画家的绘画技法,文章以图像显著性作为控制信息来实时调整滤波核大小,可以产生丰富的笔画尺度.基于该算法,文章还给出了一个视频的艺术化风格渲染框架.该渲染框架可以保持良好的帧间一致性,自动的将视频转换为水粉画或油画效果.同时利用图像的边缘切方向场图、边缘梯度和显著性控制凹凸映射,产生油画和水粉画笔触的厚重感和层次感,能很好的模拟“厚涂技法”的艺术风格. 展开更多

关键词 各向异性滤波 非真实感渲染 风格转换 笔画纹理

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基于虚拟现实技术的平面设计展示系统 被引量：6

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作者 邢福生 《现代电子技术》 2021年第10期135-138,共4页

以解决二维展示系统无法直观体现设计师设计创意问题为目标,研究基于虚拟现实技术的平面设计展示系统。系统的模型建立模块通过三维虚拟建模方法建立并发送至平面设计模块,平面设计模块利用平面设计展示定位算法定位过程并发送至虚拟交... 以解决二维展示系统无法直观体现设计师设计创意问题为目标,研究基于虚拟现实技术的平面设计展示系统。系统的模型建立模块通过三维虚拟建模方法建立并发送至平面设计模块,平面设计模块利用平面设计展示定位算法定位过程并发送至虚拟交互模块,虚拟交互模块将交互结果发送至全景展示模块,全景展示模块通过三维视觉色差匹配及图像声音三维音效匹配方法处理交互结果后将结果通过用户操作界面展示至管理员及平面设计师等用户,实现最终展示。系统测试结果表明,所设计系统可实现平面设计产品虚拟建模,最终平面设计展示三维效果图更加真实,可直观体现设计师设计创意,在不同图像空间频率下,均具有较高的模拟度,有效提升用户的三维体验感受。 展开更多

关键词 平面设计 展示系统 虚拟现实技术 全景展示 虚拟交互 真实感渲染 虚拟建模

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