提出了计算机图形处理器(GPU)加速的光学航空影像正射校正并行算法, 以满足获取光学航空影像对实时性的要求并提高对海量影像数据在CPU上串行正射校正的效率。介绍了光学影像正射校正算法原理以及正射校正算法的并行化处理。为减少GPU执行的计算负载, 引入“有效像素区域”概念, 设计了改进的GPU并行校正算法。通过配置选择以及存储器访问优化进一步提高了算法的执行效率。最后, 分析了GPU并行算法的精度, 并验证了噪声干扰对算法的影响。实验结果表明, 优化的改进GPU并行算法显著提高了正射校正的速度, 影像大小为5 000×5 000时, 加速比最高可达CPU串行算法的223倍以上。虽然GPU单精度计算和噪声干扰会使影像校正精度有所下降, 但尚在误差允许范围之内。该算法能够快速实现光学航空影像的正射校正, 校正后的影像满足实际应用需要。

开展了利用计算机自动比较两个3D面貌相似程度的研究。提出了一种在形状空间下基于测地线的3D面貌相似性比较的方法。该方法使用测地线近似表示3D面貌模型，然后将其变换到形状空间下，以对应测地线的平均测地距离作为两个3D面貌的相似性比较的依据。在公开的GAVADB三维面貌库上对14个人的28个3D面貌模型进行了实验，识别率达到92.86%以上，说明本方法可以将同一个人的不同模型与不同人的模型区分开。另外，使用提出的方法对不同人的3D面貌模型进行了相似性比较实验，结果表明使用本方法得出的相似程度的判断与人的主观判断相一致，说明本方法能够较好地反应3D面貌的相似程度。

物体全外貌的测量和复现是目前颜色视觉领域的重要研究方向之一。主要讨论了对于反射性物体表面的外貌复现研究及其相关发展, 介绍了基于 BRDF测量和建模的全外貌描述手段, 总结综述了近年来该领域取得的研究成果, 并在最后对该领域的发展方向进行了展望。

依据集成照相术(IP)和计算机图形学原理,提出了一种新的单波长激光在同一种记录介质上一次曝光记录虚拟三维物体的彩色全息图的方法。首先利用计算机图像处理技术对彩色虚拟三维物体进行三原色分解,并对分色后的三维物体进行坐标变换,模拟全息集成照相过程计算获取具有水平视差的三原色体视图序列,再利用彩虹全息术的狭缝进行消除色串扰,实现单波长激光一次曝光记录彩色全息图。理论上分析了该方法的可行性,并进行了实验验证,讨论了影响全息图再现像分辨率的因素。

基于合成全息照相和计算机图形学原理,提出利用计算机制作初级体视图序列的方法,并与线阵透镜相结合,实现了计算机和光学联合制作体视全息图研究了线阵透镜的成像规律和三维数据的计算机显示原理,获得了计算机制体视图与透镜阵列成像的对应关系,根据该对应关系设计了计算程序,并进行了实验验证.

研制了一种操作者可以通过不同的手势来进行虚拟现实系统人机交互的跟踪设备,通过采用光纤传感器来测量手指的弯曲角度及交流式电磁跟踪系统来测量手掌的空间位置,推导了根据加速度计和磁阻传感器的输出计算手掌空间位置和姿态的方法并研究了光纤传感器的输出与手指弯曲角度的关系,试验结果证明了系统的有效性。

采用多层有限差分法模型等方法,考虑气象等外部因素的影响,在一年四季中对城市建筑物各部分及其周围物体的表面温度进行了逐时计算;运用计算机图形学方法实现了其造型,并绘制出该建筑物在一年不同季节及在一天不同时刻的真实感较强的红外图像.

数据可视化是计算机学科的一个重要研究方向.文中简要介绍了数据可视化所需的技术:数据预处理、映射、显示以及可视化技术在医学、气象预报、工程及数据挖掘中的应用.

由于水声声场分布复杂多变,受局部条件影响较大,同时其存储数据容量较大,使得在普通PC机上几乎无法真实全面地描述实际声场分布.文中根据图形学原理并应用IDL语言实现了基于伪彩图的三维声场切面的可视化.仿真结果真实地反映了预想声场的分布情况.