摘要：提出一种用于对完整海洋环境模型进行实时渲染的方法,包括天空球、大气系统和海浪模型.天空球采用纹理扰动的方法实现了云层飘动;大气系统考虑了大气的散射和吸收效应;海浪模型采用简单的正弦波构造海浪表面网格,并利用bumpmap法向扰动方法实现了海浪表面的凸凹效果,海浪的光照计算是通过对天空球采样得到入射光,再根据镜面反射得到反射光.最后给出了通过GPU硬件加速的实现实例以及在海战模拟中的实际应用.实例表明:该算法实现简单、绘制效率高,具有较高的真实感.

摘要：利用GPU的强大浮点数计算能力和并行处理能力,提出一种完全基于GPU的视点相关自适应细分内核进行快速细分计算的方法.在GPU中,依次实现视点相关的面片细分深度值计算、基于基函数表的细分表面顶点求值、细分表面绘制等核心步骤,无须与CPU端系统内存进行几何数据交换.视点相关的自适应细分准则在表面绘制精度保持不变的情况下,有效地降低了细分表面的细分深度和细分的计算量,在此基础上完全基于GPU的细分框架使得曲面细分具有快速高效的特点.该方法还可以在局部重要细节用较大深度值进行实时自适应细分,以逼近极限曲面.

摘要：提出一种用于三角网格模型的各向异性孔洞修补算法.该算法避免了高代价的孔洞多边形最优三角化求解过程,只需对其进行一般三角化;而后通过很少次数的迭代过程对孔洞三角化后的网格进行细化和几何形态的调整,使其和周边网格自然过渡.实验结果证明,该算法高效、稳定,能够处理各种类型的孔洞.

摘要：借鉴offset曲线去除自相交的方法提出了一种去除sweep曲面自相交的方法.首先根据sweep曲面上的点到脊线的距离来判断是否产生自相交;然后确定自相交候选区间集,并去除自相交点集.该方法可以推广到一般曲面与sweep曲面的求交,也可以推广到sweep曲面的offset操作中.在北京大学自主开发的几何造型系统PUM2.0中,通过大量的实例验证了该方法的稳定性和有效性.

摘要：依据空气散射的物理原理,提出一种高效的能够实时模拟动态自然光束的真实感绘制方法.首先推导出散射计算的解析表达式以取代传统的数值积分方法;然后基于GPU特点设计了一种有效的光束体表示,作为光束体和阴影体统一形式共同参与GPU着色器的运算,从而生成具有阴影效果的光束.该方法不仅可以模拟单个光源形成的光束,还可以实时模拟动态太阳光源产生的多个自然光束.由于采用了GPU加速计算,可以满足实时应用需求.