基于改进Blinn-Phong光照模型的机载SVS地形着色方法

三维地形着色技术是机载合成视景系统的重要技术之一,传统的纹理贴图需要大量纹理数据库存储资源,基于光线追踪的全局光照模型对嵌入式软硬件资源要求高。针对这一问题,设计了一种基于改进Blinn-Phong光照模型的机载合成视景系统(SVS)地形着色方法,改进了光照模型,优化了顶点颜色映射、法向量计算算法。仿真试验结果表明,改进方法存储占用、内存占用显著低于纹理贴图,在CPU占用率、GPU占用率、显示帧率方面优于改进前,适用于机载合成视景系统应用场景。

基于Blinn-Phong技术的颈部弱脉搏振动连续拍照法获取脉搏波信号

目的颈动脉在振动较弱情况下仍保留大多数的主波、潮波、重搏波等完整信息。本文提出通过Blinn-Phong模型放大颈动脉皮肤表面振动的原始信号来获取颈动脉脉搏波。方法在近红外光照明环境中,在颈动脉皮肤上静电吸附一张光滑圆形薄膜片,建立一个局部Blinn-Phong模型。使用相机连续拍摄颈动脉处皮肤振动的图像序列,再通过对图像序列选取感兴趣区域(region of interest,ROI)的像素变化获取脉搏波原始信号。采用带通滤波和经验模态分解与重构算法,最后得到特征点保留完整及周期状态稳定的脉搏波信号。在采集颈动脉脉搏波信号时,同时用一款目前临床使用的接触式动脉血压及血流动力学检测设备TL-400,测量桡动脉脉搏波及心率等生理参数并与实验数据对比。结果在获取的15名弱脉搏受试者的颈部脉搏波信号中,其中13名受试者主波信号可以完全测得,信号周期稳定且特征点明显,潮波和重搏波信号的获取率分别为81%和72%。2名受试者由于体脂过高,获取了较少完整周期的脉搏波。与TL-400设备获取的心率具有一致性,且获取的脉搏波波形与TL-400所获取的波形特征细节及趋势一致。结论本文提出的方法可以获取颈动脉弱振动下,周期稳定并保留大多数潮波和重搏波等特征的完整脉搏波信号,为后续的心率、心率变异性、血氧甚至血压等生理参数的测量提供稳定和可靠的信号源。

Blinn材质与Phong材质的运用心得

众所周知,一个成功的三维作品,需要正确的建模,完美的材质,优秀的灯光.这三个步骤缺一不可,而设计材质作为模块建立完成后的一步,又尤为重要.只有正确地设置诸如高光色彩、高光区大小、反射程度等参数,才能够使前面建立的模块得到真实的效果,同时也能使灯光的设置较为容易.在诸如3DSMAX、Maya、StudioPowerAnimator等三维制作软件中,材质模型并不完全相同,但是却同时拥有Blinn和Phong这两种材质.也就是说,这两种是三维制作人员最经常打交道的材质,如果对它们了如指掌,那么就可以较为得心应手地设计材质了.

基于纹理映射与Phong光照模型的体绘制加速算法

为了提高体绘制速度,提出了一种基于纹理映射、具有Phong光照效果的体绘制加速算法.该算法是根据Phong光照模型,利用一单位球面体来仿真相同光照绘制条件下的每一个体素的反射光强,首先形成一个以法线矢量为索引值的反射光强查寻表,再应用窗值变换的加速算法来计算体素的不透明度;然后采用纹理映射的方法将体素光强值与由不透明度组成的3D数据集从物体空间投射到观察空间,再沿视方向融合为3D图象.实验表明,这种3D旋转的明暗修正保证了体绘制中3D旋转几何变换的多视角观察的交互速度.由于该算法综合了体绘制软件算法数据处理与纹理映射硬件加速的优点,并用2D纹理映射与融合的方法实现了体数据的3D重建,因而不仅降低了对计算机硬件与软件环境的要求,而且在目前通用个人计算机上即可获得近似实时的交互绘制速度和良好的3D图象品质.据研究,该算法同样适用于3D纹理映射的体绘制方法.

光照突变场景中结合Phong模型的分层差分前景检测

针对前景检测中光照突变问题和非平稳背景扰动问题,提出一种块级-像素级分层背景差分结合Phong模型的前景检测方法。首先,利用块级Sigma-delta背景差分算法快速检测前景区域且有效处理非平稳背景,然后利用Phong模型对前景区域进行光照突变处理提取出粗目标,最后利用像素级Sigma-delta算法对粗目标执行像素级前景提纯操作和对背景进行更新。实验表明,该方法在光照突变场景中及非平稳背景中能鲁棒实现前景检测。

一种基于Phong物体光照模型的阴影检测算法

针对目前运动目标检测算法中常将阴影误检为前景目标的问题,提出一种基于Phong物体光照模型的阴影检测算法。基于Phong物体光照模型,我们对场景中象素的亮度值进行分析,通过定义一个亮度相对变化量,推导出他在整个阴影区域是比较稳定的,所以在一个(5×5)的模板上用协方差来衡量这种稳定性,从而得到第一个阴影判决式。又推导出阴影区域亮度相对变化量随时间的变化保持相对稳定,设计一个滤波模板来增大目标区域的不稳定性,从而得到第二个阴影判决式。最后结合以上二个阴影判决式进行阴影检测,并对实验结果进行定性和定量的评估。与前人提出算法比较,本文提出的算法在阴影检测率和区分率等方面都得到了提高,具有较强的鲁棒性。

使用多重纹理实时绘制Phong高光表面

物体表面的高光现象均由镜面反射的一个复杂的非线性表达式描述,这为实时绘制带来了困难,由此本文提出了一种使用纹理映射技术绘制高光表面的方法。首先将具有镜面反射表达式的Phong模型分解成多个预计算的函数,然后存储为纹理图,最后使用多重纹理技术将这些纹理组合起来,实现高光表面的绘制。实验结果表明,本文算法大大提高了绘制的性能。

硬件加速的实时Phong绘制技术

提出一种可适用于任何光源类型和移动光源情况的Phong绘制技术 这种方法转换光照计算从视点空间到三角形面片的局部空间 ,并充分利用了先进图形芯片的硬件加速功能 ,实现了高质量实时的Phong绘制效果 与以往的方法相比 。

基于Phong光照模型的凹凸纹理模拟

基于Phong光照模型,讨论并研究了凹凸纹理映射技术的原理及实现方法,并在此基础上,通过设定偏移函数,给出了基于Phong光照模型下凹凸纹理的实现结果。该方法实现原理简单,速度较快。

体素分类与Phong光照模型GPU加速体绘制

为了提高体绘制的速度和效果,研究了体数据的分类和计算及其在图形处理单元上加速实现的体绘制算法。分别采用点体素先分类和预积分后分类方法为体数据分配颜色和不透明度,改进了利用不透明度对颜色加权改善绘制效果,根据Phong光照模型对体数据进行渲染。通过查找表软件加速和图形处理单元硬件加速两个方面分别实现并进行比较,实验结果表明,采用图形硬件加速的方法达到实时交互的效果,体绘制性能大大提高。

基于Phong模型的多幅图像SFS算法研究

三维形状恢复是计算机视觉领域的热点之一。目前基于Shape-From-Shading(SFS)的三维形状恢复方法采用描述漫反射的Lambertian模型,其数学形式简单,但重构结果与实际有较大差距。文中提出了一种基于Phong模型的多幅图像SFS三维形状恢复算法,该模型是一种典型的描述镜面反射的非Lambertian模型。首先由摄象机获得单目三幅不同光源位置的图像。然后求解由Phong模型描述的三个反射图方程,得到物体表面梯度向量。进一步利用灰度约束和梯度分量约束条件构造目标泛函,建立相应的Eulor-Poision方程并采用离散差分近似微分运算,得到物体表面三维形状恢复的迭代算法。提出的算法利用三幅图像的灰度值建立方程组,求得唯一确定的表面梯度数值,解决了传统单幅图像恢复三维形状的病态问题。同时基于非Lambertian模型建立反射图方程,可对含有镜面反射的表面进行三维形状恢复。最后通过仿真实验说明算法的有效性。

基于OpenGL的Phong明暗处理软件实现

OpenGL自身不能直接计算Phong明暗处理,而Phong明暗处理是一种能产生较真实高光的明暗处理方法。通过分析OpenGL的标准图形渲染管道及Phong明暗处理的算法,采用软件实现了OpengGL标准渲染管道和光栅化的算法,替换了OpenGL硬件渲染管道和硬件光栅化部分,进而能直接实现片元级的Phong明暗处理。实验结果表明,Phong明暗处理能反映顶点间颜色值的变化。

基于辐射度与Phong模型的高级光照模型及光线跟踪实现

光线跟踪算法所基于的的Phong光照模型对于面片之间的辐射与色素渗透效应(即漫反射相互反射,diffuseinterreflection)表现不足,该文在辐射度与Phong光照模型的理论基础上提出了高级光照模型,并对该模型提出相应的简化模型及加速算法予以实现。

一种改进的Phong光照模型及光线跟踪实现

光线跟踪算法所基于的Phong光照模型对于面片之间的辐射与色素渗透效应(即漫反射相互反射, diffuse inter-reflection)表现不足,本文在辐射度与Phong光照模型的理论基础上提出了一种高级光照模型,并对该模型建立了相应的简化模型,并给出了加速算法予以实现。

快速Phong明暗处理算法的研究

研究了Ｐｈｏｎｇ模型的快速明暗处理问题，并在前人研究的基础上提出一种近似最佳一致逼近的明暗处理算法。与已有的各种算法相比，该算法具有在不影响图形显示速度的前提下，既能提高又能控制图形显示精度的优点。

基于Phong模型的多光源闪烁仿真

真实感图形绘制中的光照是计算机图形学的热点问题。该文介绍了Phong光照模型及其的OpenGL实现。结合一个多光源闪烁的实例,详细叙述真实感图形的光照处理过程。该方法对舞台灯光的仿真有一定的参考价值。

基于Phong和Fresnel的Ray Tracing模型的研究与应用

初步探讨使用Phong模型渲染物体表面,并用Fresnel算法的思想实现折射处理的光线跟跟踪模型,并尝试使用全屏抗锯齿对渲染效果进行优化,最后给出该模型的测试数据与性能分析.

基于PR-715测量的PVC材料BRDF特性与Phong模型研究

本文根据双向反射分布函数理论公式,运用PR-715辐射分光光度计对一平面塑料(聚氯乙烯)制工艺品,在近平行光源下进行多个角度的反射辐亮度、入射辐照度的测量。分别测量物体的镜面反射、漫反射光谱特性,结合Phong光照模型的相关理论,确定了该工艺品对应Phong模型参数,实现了对其模型化。

简单光反射模型(Phong模型)的导出

简单光反射模型只考虑物体对直接光照的反射作用,而物体间的光反射作用,只用环境光来表示,Phong模型即为这样的一种模型。本文分别从光反射作用的各个组成部分来导出Phong模型。

基于Phong模型的明暗恢复形状的新算法

针对传统的混合表面形状恢复算法存在较大误差的问题,提出一种透视投影下从单幅图像混合表面明暗信息恢复形状的新算法。采用Phong反射模型来描述物体表面反射特性,假设光源处于相机的光心处,建立透视投影下的图像辐照度方程。然后由辐照度方程构造包含物体深度信息的HamiltonJacobi偏微分方程,引入局部高阶LLF通量分裂格式和五阶WENO格式逼近微分方程的粘性解,最终得到物体表面三维形状。实验结果表明,与传统算法相比,新算法的恢复高度的最大误差和平均误差均显著降低。