一种基于粒子的牛顿流体与粘弹性流体统一模拟方法 被引量：7

1

作者 常元章 柳有权 +2 位作者 鲍凯 朱鉴 吴恩华 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1286-1294,共9页

在越来越受到人们关注的基于物理流体动画领域,目前分别模拟牛顿流体或粘弹性流体的方法很多,但很少有统一模拟两者的方法.文中基于光滑粒子流体动力学方法,通过对传统纳维-斯托克斯方程添加弹性应力项,提出了一种新的统一模拟牛顿流体... 在越来越受到人们关注的基于物理流体动画领域,目前分别模拟牛顿流体或粘弹性流体的方法很多,但很少有统一模拟两者的方法.文中基于光滑粒子流体动力学方法,通过对传统纳维-斯托克斯方程添加弹性应力项,提出了一种新的统一模拟牛顿流体和粘弹性流体的方法.通过实验说明该方法不仅有效,易于实现,而且具有良好的可控性,仅仅通过调节参数就可以模拟不同粘弹性、不同类型的流体现象. 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学 牛顿流体 粘弹性流体 纳维-斯托克斯方程 弹性应力

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图像抽象化的实时增强型绘制 被引量：8

2

作者 王山东 李晓生 +1 位作者 刘学慧 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期189-199,共11页

现有的图像抽象化绘制算法主要采用基于图像分割或边缘保持的平滑滤波技术,导致所生成的抽象化图像经常存在明暗对比度较低、画质昏暗模糊、画面色彩表现力不强等问题,为此提出一种增强对比度的图像抽象化绘制算法.首先利用结构张量平... 现有的图像抽象化绘制算法主要采用基于图像分割或边缘保持的平滑滤波技术,导致所生成的抽象化图像经常存在明暗对比度较低、画质昏暗模糊、画面色彩表现力不强等问题,为此提出一种增强对比度的图像抽象化绘制算法.首先利用结构张量平滑技术生成光滑连续、显著特征保持的特征流场,然后基于该流场对图像进行沿边缘切向流方向的自适应平滑和沿梯度方向的对比度增强处理,最后使用改进的基于流场的双边滤波或者Kuwahara滤波算法实现图像抽象化的实时绘制.实验结果表明,该算法可显著改善已有抽象化方法的绘制质量,抽象化图像的边界特征明显增强,画质更清晰、层次感更分明. 展开更多

关键词 非真实感绘制 图像抽象化 边缘切向流 双边滤波 Kuwahara滤波

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实时模拟固体燃烧现象 被引量：5

3

作者 朱鉴 鲍凯 +2 位作者 常元章 柳有权 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期11-20,共10页

为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火... 为了模拟固体燃烧时产生的火焰及其伴随的物质分解过程,提出一个实时的燃烧模型.为了在模拟速度和视觉效果间取得一个很好的折中,采用一套混合的网格模拟系统;整个空间的热传导过程在一个统一的框架下模拟,因此能够很好地耦合动态的火焰和燃烧的固体.提出了一个改进的燃面更新方案以及一个新的固体表面纹理映射算法,能够生成逼真的结果.还提出了一系列提高模型效率的加速算法.最终实时地模拟出了真实感的固体燃烧现象. 展开更多

关键词 基于物理的火焰模拟 物质分解 移动网格 MarchingCubes 计算统一设备架构

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基于特征流的抽象线条画绘制 被引量：6

4

作者 王山东 刘学慧 +1 位作者 陈彦云 吴恩华 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期611-620,共10页

为了将照片图像转换为具有一定艺术美感的线条画图像,文中设计了3种基于特征流的各向异性滤波器:FGsD滤波器、FGaD滤波器和FLSM滤波器.这些滤波器的主要任务是提取图像的边缘信息,并将其显示为光滑连续的风格化线条.前两种滤波器是在分... 为了将照片图像转换为具有一定艺术美感的线条画图像,文中设计了3种基于特征流的各向异性滤波器:FGsD滤波器、FGaD滤波器和FLSM滤波器.这些滤波器的主要任务是提取图像的边缘信息,并将其显示为光滑连续的风格化线条.前两种滤波器是在分析数字图像中基于一阶微分和二阶微分边缘检测算法的性能后,将高斯一阶导滤波结果和高斯差分滤波结果进行适当的混合作为边缘检测的微分响应,然后对混合的微分响应值进行柔和阈值化处理提取边缘点.第3种滤波器是专门针对图像中的线型边结构提出的,通过计算局部亮度相似度质量来判断该像素是否属于边缘点.如果将FGsD滤波结果和FLSM滤波结果进行叠加,还可以得到明暗对比度增强的抽象线条画效果.与已有的线条画绘制算法相比,采用文中算法所生成的线条画视觉特征更鲜明、风格化效果更突出、艺术表现力更强烈. 展开更多

关键词 非真实感绘制 线条画绘制 边缘切向流 各向异性滤波中图法

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透视场景的图像填补方法 被引量：3

5

作者 郝川艳 陈亚当 +1 位作者 吴雯 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期663-669,共7页

针对户外场景中反映出的大量透视结构,提出一种基于交互的透视信息提取方法,并有效地应用于图像填补等问题上.首先通过用户协助获取交互接口,构建表征透视特征和结构特征的初始网格,并通过迭代过程修正不准确的用户输入;然后由几何计算... 针对户外场景中反映出的大量透视结构,提出一种基于交互的透视信息提取方法,并有效地应用于图像填补等问题上.首先通过用户协助获取交互接口,构建表征透视特征和结构特征的初始网格,并通过迭代过程修正不准确的用户输入;然后由几何计算生成完整的网格,从而令其尽可能准确地匹配透视方向和结构拓扑;最后,图像填补过程在透视网格的约束下进行,以保持源图像的透视结构.实验结果表明,该方法是简单、易用和友好的,而且成功地传递了透视信息,在被恢复的图像中保持了透视效果的一致性. 展开更多

关键词 图像填补 基于样例的合成 用户交互 透视矫正

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基于GPU的球面深度图实时绘制 被引量：2

6

作者 朱鉴 吴恩华 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期231-240,共10页

提出了一种GPU加速的实时基于图像的绘制算法.该算法利用极坐标系生成对物体全方位均匀采样的球面深度图像;然后根据推导的两个预变换公式将单幅球面深度图像预变换到物体包围球的一个与视点相关的切平面上,以生成中间图像;再利用纹理... 提出了一种GPU加速的实时基于图像的绘制算法.该算法利用极坐标系生成对物体全方位均匀采样的球面深度图像;然后根据推导的两个预变换公式将单幅球面深度图像预变换到物体包围球的一个与视点相关的切平面上,以生成中间图像;再利用纹理映射生成最终目标图像.利用现代图形硬件的可编程性和并行性,将预变换移植到Vertex Shader来加快绘制速度;利用硬件的光栅化功能来完成图像的插值,以得到连续无洞的结果图像.此外,还在Pixel Shader上进行逐像素的光照以及环境映射的计算,生成高质量的光照效果.最终,文章解决了算法的视点受限问题,并设计了一种动态LOD(Level of Details)算法,实现了一个实时漫游系统,保持了物体间正确的遮挡关系. 展开更多

关键词 GPU(图形处理单元) 球面深度图像 基于图像的绘制 预变换

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最优种子提取与局部平滑标签传播提升显著性检测模型

7

作者 李红 吴恩华 吴雯 《计算机辅助设计与图形学学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期1853-1862,共10页

为了提高显著性检测的鲁棒性,提出一种基于最优种子选取及局部平滑标签传播的显著性检测模型.首先计算初始背景图并进行优化,对优化后的背景图进行随机采样来提取最优背景种子点;然后融合2种不同方式下获得的先验图来得到物体先验图,通... 为了提高显著性检测的鲁棒性,提出一种基于最优种子选取及局部平滑标签传播的显著性检测模型.首先计算初始背景图并进行优化,对优化后的背景图进行随机采样来提取最优背景种子点;然后融合2种不同方式下获得的先验图来得到物体先验图,通过对此先验图进行阈值化来提取最优前景种子点;最后基于上述提取策略得到的种子点,应用局部平滑标签传播模型预测其他区域的标签信息,从而获得显著图.在3个被广泛应用的数据集上进行定性与定量的实验结果表明,该模型能够有效地提升检测效果. 展开更多

关键词 显著性区域检测 背景先验 标签传播 局部平滑

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基于运动分割的视频去模糊 被引量：2

8

作者 谯从彬 盛斌 +1 位作者 吴雯 马利庄 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2108-2115,共8页

针对目前视频去模糊方法难以处理大幅度相对运动模糊,并且很难得到在时间和空间都保持一致性的去模糊结果的问题,提出基于运动分割的视频去模糊方法.基于视频序列清晰程度不同的前提下,用视频中的清晰块恢复模糊帧.根据模糊帧与其相邻... 针对目前视频去模糊方法难以处理大幅度相对运动模糊,并且很难得到在时间和空间都保持一致性的去模糊结果的问题,提出基于运动分割的视频去模糊方法.基于视频序列清晰程度不同的前提下,用视频中的清晰块恢复模糊帧.根据模糊帧与其相邻的清晰帧的光流信息,将2帧之间存在的相对运动分割为独立的处理对象;不同运动对象分别估计模糊函数,并利用该模糊函数将清晰帧模糊处理;对模糊帧中的每一块区域,在被模糊处理后的帧中查找最相似的区域,利用对应清晰区域替换模糊区域;不同区域之间采用纹理融合,重建出清晰帧,实现对视频中大幅度相对运动去模糊.该方法基于并行思想设计和实现,利用GPU并行能力完成加速.实验结果证明,采用该方法不仅速度快,而且有效地解决了视频中大幅度相对运动模糊,并可以保持运动对象纹理结构的完整性. 展开更多

关键词 视频去模糊 光流 运动分割 区域匹配

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基于矩形波谱分析的图像显著性检测 被引量：1

9

作者 杨溢 盛斌 +1 位作者 吴雯 马利庄 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-8,共8页

在计算机图形学与多媒体技术领域,显著性检测具有广泛的应用,已成为许多工作重要的一步.大量计算机图形学与多媒体技术工作(如图像分割、图像标记、视频跟踪)依赖于精确的显著性图.然而,现有的大多数显著性检测算法所得到的结果存在较... 在计算机图形学与多媒体技术领域,显著性检测具有广泛的应用,已成为许多工作重要的一步.大量计算机图形学与多媒体技术工作(如图像分割、图像标记、视频跟踪)依赖于精确的显著性图.然而,现有的大多数显著性检测算法所得到的结果存在较大缺陷:如边界不明晰、召回率过低等.提出了一种基于矩形波谱分析的显著性检测算法,将图像分块,分别与预先设定好的矩形波构成的模板进行卷积运算,依据所得到的响应,评价某一区域与周围区域的差异性以及在全局中的独特性,赋予其相应的显著性值.通过在不同数据集上的大量实验证明,与现有的大部分显著性检测算法相比,本方法不仅有较高的准确率-召回率,且在得到的显著性图中,具有更明晰的边界. 展开更多

关键词 显著性检测 矩形波 谱分析 响应矩阵

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图像反卷积边界效应的快速抑制算法 被引量：2

10

作者 马子扬 刘学慧 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1051-1059,1066,共10页

基于频域的图像反卷积算法假设输入信号被周期延拓,但边界处的不连续会导致结果产生严重的振铃效应.为此,提出一种快速有效的边界效应抑制算法.首先在现有基于图像延拓的算法的基础上,将延拓区域的定义简化为3种类型;然后提出一种具有... 基于频域的图像反卷积算法假设输入信号被周期延拓,但边界处的不连续会导致结果产生严重的振铃效应.为此,提出一种快速有效的边界效应抑制算法.首先在现有基于图像延拓的算法的基础上,将延拓区域的定义简化为3种类型;然后提出一种具有对称系数的卷积金字塔滤波器组模型.基于这种模型,在某种特殊图像上针对每种类型的区域各训练一组滤波器组系数,并将由此训练得到的滤波器组用于求解其他图像相应类型的延拓区域.实验结果表明,该算法避免了求解大型稀疏线性方程组,在不影响图像反卷积精度的前提下,可将延拓区域的计算速度提高2个数量级以上,有效地抑制各种频域反卷积算法的振铃效应. 展开更多

关键词 图像反卷积 图像复原 傅里叶变换 边界效应

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过程性纹理映射的FPGA动态生成 被引量：1

11

作者 李笑盈 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5期630-637,共8页

在FPGA可编程硬件平台上设计实现了基于珀林噪声函数的过程性纹理生成算法.该算法充分利用了FPGA硬件设计的优势,针对这一算法基于像素密集求解的特点,更快、更好地进行设计实现.利用该算法可以实时地生成许多不同的自然材质或现象的纹... 在FPGA可编程硬件平台上设计实现了基于珀林噪声函数的过程性纹理生成算法.该算法充分利用了FPGA硬件设计的优势,针对这一算法基于像素密集求解的特点,更快、更好地进行设计实现.利用该算法可以实时地生成许多不同的自然材质或现象的纹理,如木料、云石、云朵等,其纹理可以随时间动态变换,以产生真实的运动效果.文中采用了一种新的珀林(Perlin)噪声函数,以充分应用硬件电路的结构特点,耗费较少的硬件资源,达到各种运算单元(如加法和乘法)模块的组合和高度复用. 展开更多

关键词 FPGA 过程性纹理 可编程硬件 实时图形生成

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基于样本的微平面合成在轻薄透明材质表观建模中的应用 被引量：1

12

作者 戴强 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1099-1105,共7页

轻薄透明材质的折射现象在生活中很常见,为获得高质量的绘制效果,使用现有的表观建模方法需采集大量数据,为此提出一种数据处理的方法.使用照相机从一个固定角度对材质样本进行拍摄后,使用微平面合成方法为每一个表面点处的法向量分布函... 轻薄透明材质的折射现象在生活中很常见,为获得高质量的绘制效果,使用现有的表观建模方法需采集大量数据,为此提出一种数据处理的方法.使用照相机从一个固定角度对材质样本进行拍摄后,使用微平面合成方法为每一个表面点处的法向量分布函数(NDF)片段寻找与之形态相同而朝向不同的数据来补全当前NDF,得到具有较多细节的完整的双向传输分布函数.只需采集规模较小的数据,通过查找和补全处理即可获得完整数据.实验结果表明,文中方法简单易行,在增强绘制效果和细节的同时使得数据采集的效率得到提升. 展开更多

关键词 双向传输分布函数 法向量分布函数 表观建模 轻薄透明材质 微平面合成

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