摘要：通过对空中交通运输管理中目前常用的轨迹预测算法的研究比较和分析,提出了利用遗传算法的从历史数据中进行函数挖掘的思想。针对四维轨迹数据特征的分析和传统的单一函数挖掘的局限性,提出了基于基因表达式编程的频繁函数集挖掘的建模方法。该模型方法通过对历史飞行数据进行遗传算法的操作挖掘出数据集中对应的函数关系集合,用较好的函数模型预测未来航迹。以某一航班雷达数据为训练集做实验,结果表明了应用该方法的准确性和可用性。

摘要：基于粒子系统的雨雪模拟大幅提高了三维场景的真实感,但传统的基于中央处理(CPU)的粒子系统的渲染效率难以达到在大规模场景中进行雨雪渲染的要求。为此,提出了一种基于GPU的粒子系统来渲染雨雪场景的算法。该算法在视点前的一个固定区域内产生和绘制粒子,在顶点着色器中进行粒子属性的更新,在几何着色器中将粒子从点扩展为矩形,并对每一帧中的粒子的属性进行缓存处理,保证了粒子属性更新的连续性。此外,采用多幅雪花纹理与粒子随机组合,使雪花效果符合多样性和随机性。实验结果表明,该算法能在大规模场景中进行雨雪效果的实时渲染,并有较高的真实感。

摘要：为了实现飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制,采用了超亚椭圆体表达式以及软粒子方法进行实现。使用超亚椭圆体表达式计算得到云层中各粒子的初始位置,可以构建不同的云层模型,再利用软粒子方法实现云层的绘制以及与用户的交互。对超亚椭圆体表达式进行了一定的改进,使得云层形态更加的真实以及多样化,并且利用软粒子的特性实现了云层的运动以及穿云效果,并通过实例验证了所提算法的有效性及真实性,为飞行模拟场景中三维云的实时建模和绘制提供了可行的解决途径。

摘要：为增强小波变换图像融合算法的实时性,提高视觉增强系统(EVS)可见光图像与红外图像实时融合的效率,提出了一种基于矩阵QR分解和小波变换的图像融合算法。该算法对原始图像的像素矩阵进行QR分解,再利用正交矩阵的性质,根据小波变换图像融合算法对QR分解得到的上三角矩阵进行分解融合,利用QR分解得到的正交矩阵逆变换得到融合图像。实验结果表明,该算法能获得较好的实时性,同时保证较好的融合效果。

摘要：为了解决在CPU下实现多分辨率图像融合的传统方法速度过慢的问题,分析了基于塔型分解的图像融合的处理过程,发现其处理子过程中的数据具有密集性和独立性,且分支逻辑控制较少,恰好可充分利用GPU强大的并行处理能力。因此,将基于塔型分解的图像融合的子过程进行了并行化处理,提出了其在GPU上的实现方法,并根据GPU的硬件结构对实现方法进行了优化。最后,与在CPU上的实现结果进行了对比分析,该方案可获得27倍的加速比。

摘要：为了解决在直接获取投影墙与摄像机间几何关系较困难情况下的系统的几何失真问题,提出了基于矩阵分解和消除投影墙坐标系的自由度来获取校正参数的方法。通过系列矩阵分解和推理,得出了影响投影墙与摄像机间的几何关系的因素。在此基础上,通过消除投影墙坐标系的自由度,从2个投影仪与摄像机的几何关系求出了投影墙与摄像机间的几何关系的多个可能解,同时通过筛选算法从多个可能解中筛选出最优解,从而最终得到投影仪与投影墙间的几何关系。最后利用该几何关系对帧缓存中图像进行预扭曲以实现几何失真的校正。实验结果表明,该方法具有较好的校正效果。

摘要：针对沙尘暴仿真中出现的实时性和高效性不能满足用户需求等问题,提出了基于软粒子的沙尘暴仿真方法。采用可编程技术,在GPU上对粒子进行软化,在粒子和场景交互时,能够达到平滑过渡的效果,使其有更强的真实感。在视点周围产生和绘制软粒子,在顶点着色器中对软粒子的属性进行更新,能够达到实时性绘制。根据粒子运动的半径,利用线性插值方法使其能淡入淡出,有效避免了闪烁现象,最终达到实时、逼真、高效的沙尘暴仿真,大幅度提高了三维场景的渲染效率和真实感。

摘要：对于海浪特效的模拟能有效增强海洋场景仿真的真实感,模拟的实时性也是海洋场景仿真系统的重要需求之一。为了实现基于GPU的海浪特效实时渲染,以PM海浪谱为基础进行了研究,从而生成海浪高度场,并结合视相关反投影方法生成海浪网格,采用硬件着色器进行基于物理光照模型的实时光照处理,生成了具有较强真实感的海面效果,较好地满足了对渲染场景实时性和真实感的要求,达到了实时视景仿真系统中对海洋模块的实时仿真要求。

摘要：为改善现今大规模场景并行绘制中的由于网络潜在的不稳定性所导致的各个绘制节点所出现的帧数据丢失以及帧绘制延缓等状况,提出了一种新的处理多屏显示的并行绘制同步控制方法。该方法利用一种新的基于缓冲机制和插值的思想,在少量牺牲几个绘制节点的绘制同步的前提下,使得整个绘制系统的绘制效率不受制于最慢绘制节点,并可以容忍各种网络延迟、仿真数据包丢失等网络不稳定情况。实验结果表明,该方法在一定程度上缩短了整个并行绘制系统平均每帧的绘制时间,画面显示的平滑性也有所改善,画面停滞现象相对减少。

摘要：为了提高三维场景中烟雾模拟的真实性,以粒子系统为基础,对烟雾的运动模型与渲染方法进行了研究。为模拟烟雾扩散特性,提出预定义扩散范围的方法来近似控制烟雾的整体扩散区域,并通过线性增大粒子半径来模拟烟雾粒子的自身扩散。在烟雾运动过程中,基于动力学原理,建立了一种较准确的烟雾运动模型,并分析了烟雾粒子扩散过程中风对粒子的影响。在渲染时,为避免传统粒子系统渲染出的颜色过于平滑,利用图形处理器可编程特性,引入法线贴图计算粒子表面的散射光叠加到粒子本身颜色上,增加了烟雾的层次感和颗粒感。实验结果表明,该实现方法粒子运动更加真实,视觉效果更加逼真。