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快速百分比靠近软阴影绘制算法 预览
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作者 朱敏 王建华 +1 位作者 李晓伟 田伟 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期140-146,共7页
为了在较低的时间开销下生成高质量的软阴影,提出一种快速的百分比靠近软阴影(percentage closer soft shadows,PCSS)绘制算法。该算法基于百分比靠近软阴影算法,首先使用多尺度阴影图技术对阴影图进行预处理,同时去除其中对阴影图查询... 为了在较低的时间开销下生成高质量的软阴影,提出一种快速的百分比靠近软阴影(percentage closer soft shadows,PCSS)绘制算法。该算法基于百分比靠近软阴影算法,首先使用多尺度阴影图技术对阴影图进行预处理,同时去除其中对阴影图查询贡献较小的像素,降低预处理的开销;然后基于快速遍历方法,使用一种有效的采样方式,对部分搜索区域进行采样,并利用采样信息提高快速遍历结果的准确性;接着设计一种复用方案,对于多个相似像素组成的相似像素组,只对其中一个被称为代表像素的像素进行耗时的计算,组内其它像素复用代表像素的计算结果,降低了计算总量,提升算法性能。最后对生成的软阴影进行模糊处理,使其边缘更为平滑。此外,通过对比不同设置下的实验结果,确定出较为合理的参数。为验证算法的有效性和通用性,使用随机生成的场景进行测试,并与主流算法进行对比,对比指标为软阴影质量和算法运行时间。实验结果表明,该算法在保证软阴影质量的条件下,拥有更高的性能,并且虚拟场景中阴影部分所占比例越大,性能提升越大。 展开更多
关键词 软阴影 百分比靠近软阴影 多尺度阴影图 快速遍历 像素复用
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基于自适应可见性滤波的近似软影绘制 预览
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作者 杨超智 陈纯毅 +2 位作者 曲福恒 陈胜 邢琦玮 《图学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期165-172,共8页
针对全局光照下的物理正确软影绘制较难满足交互性的难题,提出体现遮挡对象空间位置远近关系的可变半影近似绘制算法。首先,以光源中心点为参照通过基于光线跟踪的遮挡测试方法生成二值光源可见性图;并提出每个可视场景点对应自适应可... 针对全局光照下的物理正确软影绘制较难满足交互性的难题,提出体现遮挡对象空间位置远近关系的可变半影近似绘制算法。首先,以光源中心点为参照通过基于光线跟踪的遮挡测试方法生成二值光源可见性图;并提出每个可视场景点对应自适应可见性空间平滑滤波器宽度的确定方法;然后执行带掩模计算的自适应可见性滤波来获得从可见区到非可见区平滑过渡的可见性因子;最后在光线跟踪流程中使用可见性因子动态调制相应可视场景点不考虑遮挡的直接光照值,再加上间接光照得到高真实感软影。实验结果表明:该算法效果与物理正确阴影在柔和度方面非常接近,容易绘制镜面反射间接光照,且测试场景的帧率在30帧/秒以上,满足交互性要求。 展开更多
关键词 软影 可变半影 光源可见性 光线跟踪 自适应滤波
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基于面光源可见性空间复用的3D场景柔和阴影绘制算法 预览
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作者 周文言 陈纯毅 《长春理工大学学报:自然科学版》 2018年第6期118-123,共6页
针对面光源照射下的三维场景柔和阴影绘制算法存在可见性计算开销大的问题,提出一种面光源可见性空间复用算法。首先设计出基于交织思想的面光源采样方法,使用该方法为每个可视场景点产生一个光源采样点,并通过从可视场景点向光源采样... 针对面光源照射下的三维场景柔和阴影绘制算法存在可见性计算开销大的问题,提出一种面光源可见性空间复用算法。首先设计出基于交织思想的面光源采样方法,使用该方法为每个可视场景点产生一个光源采样点,并通过从可视场景点向光源采样点投射阴影光线来生成面光源-可视场景区域可见性采样图。其次基于可见性存在空间相关性的特性提出一种可见性滤波估计方法,估计出面光源-可视场景区域可见性采样图中每个可视场景点的面光源可见性百分比。最后用面光源可见性百分比乘以不考虑遮挡情况下可视场景点的光照值,得到最终的光照结果。本算法针对每个可视场景点只做一次光源可见性计算,显著减少了面光源可见性的计算量。实验结果表明,本算法能够高效地绘制出视觉上近似正确的柔和阴影。 展开更多
关键词 光线跟踪 柔和阴影 交织采样 可见性 空间复用
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高质量快速百分比邻近滤波软影算法 预览 被引量:3
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作者 沈笠 杨宝光 冯结青 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期329-338,共10页
在基于实时绘制的各种应用中,百分比邻近滤波软影算法可以高效地绘制视觉真实的软影效果.针对该算法中存在的3个主要问题,提出一种具有高质量阴影滤波的高效百分比邻近滤波软影算法.首先通过多尺度阴影图数据结构精简搜索区域,提升了遮... 在基于实时绘制的各种应用中,百分比邻近滤波软影算法可以高效地绘制视觉真实的软影效果.针对该算法中存在的3个主要问题,提出一种具有高质量阴影滤波的高效百分比邻近滤波软影算法.首先通过多尺度阴影图数据结构精简搜索区域,提升了遮挡物深度估计的正确性;然后使用基于GPU的线性四叉树遍历算法快速计算遮挡物平均深度,节省了大量的纹理采样开销,大大提高算法效率;最后采用光滑阴影滤波算法,解决了百分比邻近滤波算法中的走样瑕疵.将文中算法集成入多阴影图算法框架可以取得接近物理真实的软影效果.实验结果表明,该算法在效率和阴影质量方面均取得了显著的进步. 展开更多
关键词 阴影图 软影 反走样 百分比邻近滤波软影
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多层阴影图轮廓边背投软影算法 预览 被引量:5
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作者 沈笠 杨宝光 冯结青 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期1265-1274,共10页
在场景深度和物体分布复杂时,针对轮廓边背投软影算法中的可见性因子计算存在误差,从而导致过阴影和光渗等绘制瑕疵的问题,提出一种基于掩码的多层阴影图遮挡物轮廓边背投软影算法.该算法通过计算光源掩码的深度复杂函数获得更准确... 在场景深度和物体分布复杂时,针对轮廓边背投软影算法中的可见性因子计算存在误差,从而导致过阴影和光渗等绘制瑕疵的问题,提出一种基于掩码的多层阴影图遮挡物轮廓边背投软影算法.该算法通过计算光源掩码的深度复杂函数获得更准确的可见性因子,解决了轮廓边背投软影算法中存在的过阴影问题;将光源掩码计算与多层阴影图结合以解决光渗问题,最终生成更高质量的光滑软影.实验结果表明,在保证绘制效率的前提下,文中算法可以产生更为准确、真实的软影效果. 展开更多
关键词 阴影图 软影 背投 深度剥离
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基于阴影映射的实时软阴影算法及实现 预览 被引量:2
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作者 李胜亮 管莉 +2 位作者 张凌 潘伟 郝重阳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期 214-217,共4页
提出了一种利用阴影映射技术的实时软阴影生成算法。该算法首先生成阴影映射图,然后将阴影区域渲染到定点纹理中,并使用高斯滤波对其进行模糊处理,最后将模糊后的纹理投射回屏幕空间。实验表明,该算法对较复杂物体在保证良好的绘制视觉... 提出了一种利用阴影映射技术的实时软阴影生成算法。该算法首先生成阴影映射图,然后将阴影区域渲染到定点纹理中,并使用高斯滤波对其进行模糊处理,最后将模糊后的纹理投射回屏幕空间。实验表明,该算法对较复杂物体在保证良好的绘制视觉效果的同时,能达到令人满意的帧速率,从而为大规模复杂场景的实时阴影生成提供了有效的解决途径。 展开更多
关键词 阴影映射 阴影映射图 软阴影 实时渲染
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一种基于阴影图的实时软阴影算法 预览 被引量:2
7
作者 王华 朱丽华 顾耀林 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第10期 2538-2540,2543,共4页
提出了一种基于阴影图技术的实时软阴影生成算法。首先为场景中遮挡物、接收面计算深度缓存,并离散遮挡物成许多微面;接着计算每个微面的阴影深度值,估计微面的可见度;最后计算微面半影范围,将软阴影图投影回场景中,得到实时软阴影。实... 提出了一种基于阴影图技术的实时软阴影生成算法。首先为场景中遮挡物、接收面计算深度缓存,并离散遮挡物成许多微面;接着计算每个微面的阴影深度值,估计微面的可见度;最后计算微面半影范围,将软阴影图投影回场景中,得到实时软阴影。实验结果表明该算法对复杂物体在保证绘制视觉效果的同时,能达到令人满意的帧速率,从而为更复杂场景的实时软阴影绘制提供了有效的解决途径。 展开更多
关键词 阴影图 软阴影 半影 交互式绘制
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基于环境遮挡掩码的物理正确柔和阴影绘制算法 预览 被引量:2
8
作者 陈纯毅 杨华民 +1 位作者 李文辉 蒋振刚 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期971-978,共8页
针对物理正确的柔和阴影绘制问题,提出一种使用环境遮挡掩码来实现面光源可见性计算的方法。在绘制前,预先创建一个环境遮挡掩码立方图。在绘制过程中,利用环境遮挡掩码立方图来计算所有与可见性测试四棱锥相交的三角形面片的环境遮... 针对物理正确的柔和阴影绘制问题,提出一种使用环境遮挡掩码来实现面光源可见性计算的方法。在绘制前,预先创建一个环境遮挡掩码立方图。在绘制过程中,利用环境遮挡掩码立方图来计算所有与可见性测试四棱锥相交的三角形面片的环境遮挡掩码,并对它们作“与”运算,再通过遮挡距离测试操作即可求出哪些光源采样光线不受遮挡。与蒙特卡洛积分光照计算方法相比,本文方法不但能绘制出物理正确的柔和阴影,而且避免了大量的阴影光线求交测试操作,提高了绘制方程的求解效率。 展开更多
关键词 计算机应用 柔和阴影 环境遮挡 光源可见性 绘制方程
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改进的百分比靠近软阴影技术的研究与实现 预览 被引量:2
9
作者 晏福兴 王毅刚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第1期 185-187,共3页
百分比靠近软阴影算法可以生成视觉上逼真的软阴影,它是基于PCF内核的,随着PCF内核的增大,生成的软阴影逼真度越高,该算法的关键是通过变化滤波内核的大小来获得高质量的软阴影。在算法的遮挡物查找和滤波阶段,使用泊松圆盘采样来处理... 百分比靠近软阴影算法可以生成视觉上逼真的软阴影,它是基于PCF内核的,随着PCF内核的增大,生成的软阴影逼真度越高,该算法的关键是通过变化滤波内核的大小来获得高质量的软阴影。在算法的遮挡物查找和滤波阶段,使用泊松圆盘采样来处理由于不适当地增加采样数目而产生的带状走样。同时在PCF内核中使用深度梯度来得到可变的深度偏移值,进而处理自阴影问题,改进了百分比靠近软阴影算法,从而生成更准确,更逼真的软阴影。 展开更多
关键词 百分比靠近软阴影 百分比靠近滤波 泊松圆盘采样 深度梯度 自阴影
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自适应采样与融合的增强现实阴影生成算法 预览 被引量:3
10
作者 李红波 吴亮亮 吴渝 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第7期 1860-1863,共4页
针对现有增强现实(AR)应用中阴影生成算法绘制软阴影的真实性不足,提出一种自适应采样与背景融合的阴影生成算法。首先结合考虑遮挡的平面阴影算法计算虚拟对象投影阴影的空间位置分布;其次,改进膨胀腐蚀算法中软阴影的生成过程,提出... 针对现有增强现实(AR)应用中阴影生成算法绘制软阴影的真实性不足,提出一种自适应采样与背景融合的阴影生成算法。首先结合考虑遮挡的平面阴影算法计算虚拟对象投影阴影的空间位置分布;其次,改进膨胀腐蚀算法中软阴影的生成过程,提出一种依据近似点光源的形状类型进行自适应采样,从而获取假想点光源集合的软阴影绘制方法;最后,针对基于膨胀腐蚀算法使用阴影灰度图方法造成阴影的颜色被限制在单通道上,提出基于多通道与背景融合的方法。实验结果表明所提算法计算软阴影的颜色更加合理,软阴影的绘制方法更为有效,提高了阴影生成算法绘制软阴影的真实性。 展开更多
关键词 增强现实 阴影生成 融合 自适应采样 软阴影
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基于距离的点光源软阴影GPU生成方法 预览
11
作者 刘晓平 王启骏 +1 位作者 陈皓 张乃钊 《合肥工业大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期 1815-1818,共4页
文章在阴影映射的基础上,分析了软阴影的生成原理,提出了一种改进的点光源软阴影算法。利用显卡的可编程性在视觉效果上改进了软阴影的生成,使阴影根据与物体的距离远近呈现出不同的模糊程度,使之更加符合现实中的光照情况。实验证... 文章在阴影映射的基础上,分析了软阴影的生成原理,提出了一种改进的点光源软阴影算法。利用显卡的可编程性在视觉效果上改进了软阴影的生成,使阴影根据与物体的距离远近呈现出不同的模糊程度,使之更加符合现实中的光照情况。实验证明,该算法具有较强的视觉真实感,且满足实时渲染的需要。 展开更多
关键词 真实感渲染 阴影图 软阴影 高斯模糊 图形处理单元
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软阴影算法及实现 预览 被引量:2
12
作者 曾晓一 何援军 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2010年第4期 27-31,共5页
提出了一个实时软阴影算法。首先以光源为视点生成包含场景深度信息的"阴影映射图",然后从观察者视点将场景渲染到一个屏幕纹理缓冲中,进而对此纹理采用percentage closer filtering(PCF)策略进行反走样,最后采用高斯滤波对阴影进... 提出了一个实时软阴影算法。首先以光源为视点生成包含场景深度信息的"阴影映射图",然后从观察者视点将场景渲染到一个屏幕纹理缓冲中,进而对此纹理采用percentage closer filtering(PCF)策略进行反走样,最后采用高斯滤波对阴影进行模糊处理。该算法不仅得到了较好的软阴影效果,并且也有较好的实时性,可适应实时动态变化场景的需求。 展开更多
关键词 计算机应用 阴影映射 阴影映射图 软阴影 反走样
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可插值的邻域过滤软阴影 预览
13
作者 郝祥顺 杨旭波 《微计算机信息》 2009年第33期157-159,共3页
传统的阴影映射技术由于采样不足的原因,导致严重的走样问题。邻域采样过滤虽然可以产生反走样的效果,但需要对深度测试的结果进行盒子过滤得到计算结果,计算开销很大。本文在邻域过滤采样技术的基础上提出一种新的算法IPCF(Interpolat... 传统的阴影映射技术由于采样不足的原因,导致严重的走样问题。邻域采样过滤虽然可以产生反走样的效果,但需要对深度测试的结果进行盒子过滤得到计算结果,计算开销很大。本文在邻域过滤采样技术的基础上提出一种新的算法IPCF(Interpolated Percentage Closer Filtering),其中部分采样点进行传统的深度测试,其他采样点通过插值算法获得,而后进行盒子过滤。和邻域采样技术一样,可以在图形加速卡着色器中高速运算,在游戏等实际应用中有很好的利用潜力。 展开更多
关键词 实时渲染 阴影映射 软阴影 插值阴影
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基于GPU的近似软影实时绘制 预览 被引量:11
14
作者 吕伟伟 孟维亮 +1 位作者 薛盖超 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期 275-281,288,共8页
通过对阴影图算法进行扩展,提出一种完全基于GPU的近似软影实时绘制算法,它是一种3遍算法:第一遍从光源中心计算场景的深度图;第二遍采用几何着色器提取物体的轮廓边,同时在轮廓边上生成新的几何图元,利用硬件自动插值功能向外绘... 通过对阴影图算法进行扩展,提出一种完全基于GPU的近似软影实时绘制算法,它是一种3遍算法:第一遍从光源中心计算场景的深度图;第二遍采用几何着色器提取物体的轮廓边,同时在轮廓边上生成新的几何图元,利用硬件自动插值功能向外绘制线性近似半影图,并根据第一遍得到的深度图在像素着色器中对背面轮廓形成的半影区进行剔除;对于重叠的半影区设定片元的伪深度值,利用硬件进行自动融合.第三遍分别查询深度图和半影图,确定场景的本影区以及半影区中像素的亮度,从而得到面光源照射下场景的近似软影效果. 展开更多
关键词 软影 轮廓边提取 几何着色器
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基于球体追踪的动态视差遮挡映射算法 预览
15
作者 刘晓东 寻亮 +1 位作者 马栋 陶海霞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期 1401-1405,共5页
提出了一种利用球体追踪进行逐像素光照计算的动态视差遮挡映射算法.该算法先对纹理的高度图进行预处理,为纹理高度空间内的任意点到高度图中保存的实际表面建立最短距离映射,并在图形处理单元(GPU)像素着色器上利用距离映射进行球体... 提出了一种利用球体追踪进行逐像素光照计算的动态视差遮挡映射算法.该算法先对纹理的高度图进行预处理,为纹理高度空间内的任意点到高度图中保存的实际表面建立最短距离映射,并在图形处理单元(GPU)像素着色器上利用距离映射进行球体追踪,获得准确的纹理视差偏移值,同时加入纹理的自遮挡效果,生成软阴影.算法还利用可编程GPU管线进行硬件加速,以满足实时渲染的要求.与在高度图上进行固定步长线性采样的动态视差遮挡映射算法(DPOM)相比,所提算法的处理效率可提高3.3倍,并且不会出现DPOM算法在步长较大时出现的纹理漂浮现象. 展开更多
关键词 动态视差 球体追踪 软阴影 实时渲染
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基于GPU真实感毛发绘制 预览 被引量:12
16
作者 杨刚 孙汉秋 +1 位作者 王文成 吴恩华 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期 577-586,共10页
基于毛发的多层纹理表达方法,提出一种毛发实时绘制方法.该方法充分利用图形处理器的绘制功能。不仅能对毛发进行高精度快速的光照计算,而且能够高效地模拟毛发间的自阴影效果以及物体其他部分在毛发上遮挡形成的软影现象,以增强毛... 基于毛发的多层纹理表达方法,提出一种毛发实时绘制方法.该方法充分利用图形处理器的绘制功能。不仅能对毛发进行高精度快速的光照计算,而且能够高效地模拟毛发间的自阴影效果以及物体其他部分在毛发上遮挡形成的软影现象,以增强毛发的真实感效果.实验结果表明,该方法能够实时处理中等规模的模型,这对于毛发物体在电影、游戏和虚拟现实等领域的应用具有重要的价值. 展开更多
关键词 毛发 软影 真实感绘制 基于硬件的绘制
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一种基于鲁棒局部纹理特征的背景差分方法 预览
17
作者 金静 党建武 +1 位作者 王阳萍 翟凤文 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第8期1513-1519,共7页
针对复杂场景下运动目标的精确检测这一问题,提出一种对噪声鲁棒并具备灰度尺度不变性的局部纹理特征描述子LBP_Center,将其与像素的颜色信息结合应用于背景建模中,采用随机抽样的机制更新模型,同时引入背景复杂度以去除多模态动态背景... 针对复杂场景下运动目标的精确检测这一问题,提出一种对噪声鲁棒并具备灰度尺度不变性的局部纹理特征描述子LBP_Center,将其与像素的颜色信息结合应用于背景建模中,采用随机抽样的机制更新模型,同时引入背景复杂度以去除多模态动态背景产生的噪点。在标准测试数据集上的实验结果表明,该算法对柔性阴影及光照缓慢变化具备良好的鲁棒性,综合性能更优。 展开更多
关键词 运动目标检测 背景差分 局部纹理特征 柔性投射阴影
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基于移动增强现实的实时软阴影绘制算法 预览 被引量:1
18
作者 郭巾铭 陈一民 黄晨 《计算机应用与软件》 CSCD 2016年第9期212-214,230共4页
由于移动设备的计算能力和存储空间有限,基于移动终端的光照估计和实时软阴影绘制技术和研究很少,提出一种适用于移动增强现实的实时软阴影绘制算法。根据移动终端光线传感器的数值来计算光源的方向,得到模拟的点光源,在该点光源附... 由于移动设备的计算能力和存储空间有限,基于移动终端的光照估计和实时软阴影绘制技术和研究很少,提出一种适用于移动增强现实的实时软阴影绘制算法。根据移动终端光线传感器的数值来计算光源的方向,得到模拟的点光源,在该点光源附近均匀采样得到多个虚拟光源,叠加每个虚拟光源产生的阴影效果,实时绘制出软阴影。实验结果表明,在保证移动终端良好的虚实融合效果的情况下,采用该算法具有良好的实时性,为移动终端软阴影的绘制提供了有效的解决方法。 展开更多
关键词 软阴影 光照估计 移动增强现实
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近似软影下的三维增强绘制 预览
19
作者 陈思明 王山东 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第1期221-224,267共5页
针对目前的三维增强绘制方法尚未涉及阴影效果这一现象,提出一种新的包含近似软影效果的三维增强绘制算法。针对简单光照场景,设计了一种新的尺度函数,应用该尺度函数调整每个像素的光亮度值,使得物体的表面细节看上去更加凸显;在... 针对目前的三维增强绘制方法尚未涉及阴影效果这一现象,提出一种新的包含近似软影效果的三维增强绘制算法。针对简单光照场景,设计了一种新的尺度函数,应用该尺度函数调整每个像素的光亮度值,使得物体的表面细节看上去更加凸显;在此基础上引入近似软阴影效果,利用GPU的几何着色器提取物体的轮廓边生成近似半影区,通过调整半影区的衰减参数来控制半影区的大小和亮度,可以使软阴影变得更黑更集中。实验表明应用该方法可以得到整个三维场景一致增强的效果。 展开更多
关键词 三维增强 尺度函数 软影 曲率 几何着色器
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一种改进的实时软阴影算法的设计与实现 预览 被引量:1
20
作者 张方彦 杨猛 刘金刚 《空军工程大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2012年第2期 70-73,共4页
在解决实时渲染时的阴影边界走样时,常用的(Percentage Closer Filter,PCF)方法不仅效率低下,而且边界处的平滑效果也很有限。改进了PCF算法,使算法的执行效率更高,且有更好的反走样效果。首先分别以相机和光源为基准来构造裁剪坐标系... 在解决实时渲染时的阴影边界走样时,常用的(Percentage Closer Filter,PCF)方法不仅效率低下,而且边界处的平滑效果也很有限。改进了PCF算法,使算法的执行效率更高,且有更好的反走样效果。首先分别以相机和光源为基准来构造裁剪坐标系,通过2次绘制来锁定产生阴影的像素区域,然后用改进的高精度滤波模板对阴影进行适应性反走样处理,使平滑操作集中在对视觉效果有重要影响的边界区域上,有选择地优化了数据,从而大幅提高了全局计算效率。实验结果证明,文中算法比常规的PCF算法在执行速度上有明显提高,效果上也得到一定程度的改善,达到了效率与效果的优化折中。 展开更多
关键词 阴影映射 软阴影 实时渲染
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