文化投射

文化投射（共7篇）

文化投射 篇1

社会的文化、道德、伦理反映在商务谈判人员的行为中,将影响他们如何谈判、如何议定合同、如何应付潜在的商务关系和未来面临的挑战等,这些都会增加商务谈判的难度,影响其顺利进行。

1 文化差异的体现

1.1 地域文化差异

地域文化指的是由所处地域、自然条件和地理环境差异所形成的文化,表现在不同国家或民族对同一种现象或事物采用不同的语言形式来表达。例如,中英地域文化的差异在方位及其对应物上,就体现得比较突出。在中国,自古以来便有“南面为王,北面为朝”“南为尊和北为卑”的传统,人们常说“从南到北,南来北往”,“南”的方位在说法上常常置前。而英语文化却恰恰相反,英美人从英语地域文化上来理解汉语中的“从南到北”为“from north to south”。“西北”“西南”“东北”“东南”之类的方位词语,英语方位在说法上也和汉语文化相反,分别为“northwest”“southwest”“northeast”“southeast”。在中国人的心目中,“东风”象征“春天”“温暖”,故有“春风吹拂万木春”“东风报春”之说;而英国的“东风”则是从欧洲大陆北部吹来的,象征“寒冷”“令人不愉快”。

1.2 风俗习惯差异

风俗习惯是通过人类活动产生的,而习惯则多是受环境和历史的影响而形成的。来自不同国家和民族的人,生活于不同的自然环境,受不同文化的影响,因而具有不同的风俗习惯。不同的民族在打招呼、称谓、道谢、恭维、致歉、告别、打电话等方面表现出不同的民族文化规约和习俗。如当中国人宴请宾客的时候,总是准备好丰盛的菜肴,待来客如上宾,即使满桌的山珍海味,也常会对客人致歉表示“招待不周,敬请海涵”,而此时西方人看到满桌的美味佳肴则会对主人说的话感到非常惊讶,认为这是“虚伪”。另外,根据英美的礼节,客人应尽量用完自己盘子里的食物,以表示自己非常享受主人准备的佳肴(对主人亲自动手制作的菜肴尤其要表示赞美)。根据中国的礼节,客人应留下一些食物与饮料,以表示自己非常享受主人准备的佳肴,已经酒足饭饱,以示对主人的敬意与酬谢。

1.3 宗教文化差异

宗教文化是人类文化的一个重要组成部分,它指的是由民族的宗教信仰、意识等所形成的文化。儒教、道教、佛教是中国的三大宗教,这三大宗教在中国民众中有着深远的影响。在我国的传统文化中,我们有儒教的“圣人”“长老”“天地君亲师位”、佛教的“阎王”“观音”“如来”和道教神话中的“龙王”“开天辟地”的“盘古”和“主宰自然界”的老天爷。欧美人大多信仰基督教、天主教,认为世界是上帝创造的,世上的一切都是按上帝的旨意安排的。在信奉伊斯兰教的穆斯林国家中,伊斯兰教至高无上。

1.4 颜色文化差异

同一颜色词在不同的文化语境中的象征和运用所反映出的寓意或文化内涵有时也是有差别的。颜色词的产生及其形成的象征意义,在很大程度上是受其所属的社会人文因素的影响,而这也是构成文化差异的最重要的因素。色彩的象征性是色彩的联想被固定为一种社会观念时形成的,这种象征意义是色彩内涵性质的外延,与该社会的历史、文化等人文因素紧密相连。

1.5 数字文化差异

数字是观念和符号的结合,来自于人类对客观世界的观察和探索以及对物质世界的认识与总结,人们用它来表示事物的数量或顺序。由于受该民族文化心理、宗教信仰、语言崇拜和审美观念等文化差异的影响,数字被赋予各种神秘的褒、贬、凶、吉相关的象征意义,还形成了一种特有的数字文化现象,具有浓厚的民族、历史、地方色彩和特别的文化内涵。

中国人认为6是最吉利的数字,尤其钟爱尾数为“6”“66”“666”这几组数字,因为它们象征着顺顺利利和万事如意。对“8”的喜爱源于广东人把“88”念成“发发”,寓意发大财、交好运,于是“8”成了举国上下最受欢迎的数字。“7”被西方人认为是一个最神秘而神圣的数字,而13则是人们最忌讳的数字,在言行中总是千方百计地避开,医院、旅馆没有“13”号房间,上菜不上“13”道,门牌、楼层及各种编号都尽量避开“13”。如果13号恰逢星期五,许多人更是惶惶、不可终日。

1.6 语言文化差异

语言既是文化的载体,又是文化的参照,语言与语言所反映的文化是分不开的。中国人之间见面打招呼往往都是一句“你吃了吗?”这是饭前饭后的常用语,相当于英语中的Hello或Hi。但如果照字面译成“Have you eaten yet?”或“Have you had your lunch?”外国人听起来就很怪。美国人会认为,这种打招呼似乎在说:“我也没有吃。走吧,我们一起去吃点东西吧。”或者说“没有吃的话,我正要请你一起去吃呢。”总之,这样打招呼有时意味着邀请对方去吃饭。语言文化的差异还经常体现在称颂中。西方人的称颂,反映西方社会对个人价值、个人魅力的重视,对个人努力的肯定;而中国文化中受到较多称赞的是勤奋努力、聪明好学、心地善良等个人品德及尊老爱幼的道德规范。

2 文化差异在国际商务谈判的投射

2.1 文化差异对谈判人员思维方式的影响

在一切谈判活动中,人的思维始终在发挥作用,可以说思维是谈判的原动力。但是,由于世界各国文化差异的影响,各个国家的谈判人员的思维方式是不同的。以东方文化和英美文化对比为例,由于谈判人员思维方式的差异,不同文化的谈判者呈现出决策上的差异,形成顺序决策方法和通盘决策方法间的冲突。当面临一项复杂的谈判任务时,采用顺序决策方法的西方文化特别是英美人常常将大任务分解为一系列的小任务,将价格、交货、担保和服务合同等问题分次解决,每解决一个问题,从头至尾都有让步和承诺,最后的协议就是一连串小协议的总和。采用通盘决策方法的东方文化则注重对所有问题整体讨论,不存在明显的次序之分,通常要到谈判的最后,才会在所有问题上做出让步和承诺,从而达成一揽子协议。

2.2 文化差异对谈判方式的影响

谈判有横向和纵向两种方式。横向谈判方式是采用横向铺开的方法,即首先列出要涉及的所有议题,然后对各项议题同时讨论,同时取得进展。纵向谈判则是确定所谈问题后,依次对各个议题进行讨论。在国际商务谈判中,美国人是纵向谈判的代表,这是其大国地位在谈判人员心理上的反映。美国的谈判代表,在谈判方式上总有一种“一揽子交易”的气概,使对手感到相形见绌。法国人则主要应用横向谈判,他们喜欢先为议题画一个轮廓,然后确定议题中的各个方面,最后达成协议。这与美国人逐个议题商谈的方式正好相反。

2.3 文化差异对谈判群体观念的影响

现代国际商务谈判大多是谈判小组的群体行为,这需要小组成员具有较强的群体观念,在谈判过程中相互配合。同样,文化差异对谈判的群体观念也有不同程度的影响。在谈判发生争执时,日方谈判小组成员全力支持首席代表一人发言,以小组的整体性与对方抗衡,表现出强烈的群体观念。而美方谈判小组每个成员则竟相发言,比较松散。可见,美国人和日本人分别代表了东西方文化两种不同的群体观念。

2.4 文化差异对谈判风格的影响

国际商务谈判既是不同文化的碰撞,也是一种国际文化的交流方式。谈判风格体现于谈判者在谈判过程中的行为、举止和控制谈判进程的方法、手段上。谈判者的谈判风格带有深深的文化烙印,文化不仅决定着谈判者的伦理道德规范,而且影响着谈判者的思维方式和个性行为,从而使得不同文化背景中的谈判者的谈判风格截然不同。以中西方文化基础上的谈判风格为例,在谈判中,中国商人喜欢在处理细节问题之前先就双方关心的一般原则取得一致意见,把具体问题安排到以后的谈判中去解决,即“先谈原则,后谈细节”。而西方商人,如美国商人则往往是“先谈细节,避免讨论原则”。认为细节是问题的本质,细节不清楚,问题实际上就没有得到解决,原则只不过是一些仪式性的声明而已。所以,他们比较愿意在细节上多动脑筋,对于原则性的讨论比较松懈。

2.5 文化差异对谈判结构的影响

谈判的结构成分,就像法律框架和组织设置,都是永远离不开文化的。这些结构性因素包括谈判参与方数量、所认知的危险问题的数量、参与方之间的权利分配以及相对于旁观者来说谈判过程的透明程度。在中国的商务谈判中,外方代表队通常由3~5人组成,而中方可能会有15人以上进入谈判室。外方代表不仅要同中方的对手进行谈判,还要间接或者直接地同其他方如相关的负责人和政府进行谈判。

国际商务谈判必然受到来自不同国家、民族的政治、经济、文化等多种因素的影响,不同的文化背景造就了谈判者的不同风格特点。因此,在国际商务谈判中了解熟悉双方的文化差异,理解并接受谈判方的文化对促进谈判的成功是非常必要和重要的。

参考文献

[1]杨晓慧,严旭.中美文化差异对商务谈判的影响及其对策[J].商场现代化,2008(27).

[2]贾继南.浅谈文化冲突与跨文化交际[J].内蒙古民族大学学报,2010(4).

[3]张子龙,汪芬.外贸企业商务英语跨文化交际策略[J].中国商贸,2011(23).

[4]王隽雅,杨雅萍.浅析跨文化交际能力在商务英语中的体现[J].商场现代化,2011(8).

[5]画佳.文化差异对国际商务谈判的影响及对策研究[J].中国市场,2015(46).

“啸天石”与审美投射 篇2

“你说的是‘生当作人杰, 死亦为鬼雄’吗?”

“是的, 所以这块石头又称‘人杰鬼雄’石。”经我这么一番指点, 这位朋友竟趣味盎然地跑前跑后, 端详起这块石头来, 并连连赞叹:“妙!妙!”

其实, 这只是一块极其普通的略似人面的石头。人们之所以从上面看到了“人杰”“鬼雄”的形象, 只不过是心理的定向投射罢了。投射是人的一种心理机制, 是人们将自己的记忆、知识、期待所形成的心理定向化作一种主观的图式, 投射到特定的客体上, 使客体符合主观图式, 从而促成幻觉产生的心理过程。经过我的指点, 这位朋友的投射机制被激活, 就急切地想利用石头上的沟坎、纹理和孔窍来构建仰天长啸的“将军”和巨型的“骷髅”, 于是便产生了“人杰”“鬼雄”的幻象。

人们欣赏大自然的景观, 如花果山上的“八戒石”、云台山上的“猴嘴”、崂山近海中的“石老人”……每每伴随着这种心理投射。由于前人已给它们起了一个形象化的名字, 加之游人又都熟悉有关的传说, 因而在面对这些自然景观时, 就必然会带着一种期待, 将自己的主观图式不断地投射到这些自然景观上去, 于是那些石头或山峰便成了活脱脱的八戒头像、猴子嘴巴和伛偻屹立在海中的老人了。

这种审美投射机制也存在于艺术创作的过程中。如根雕艺术便是如此。人们反复地审视那些自然状态的树根, 经过心存目想, 神领意造, 往往恍然见其有飞禽、人物之象, 于是因其形, 就其势, 稍加修整、雕凿, 便成为一件件栩栩如生的艺术品。它或者是一只神态悠闲的白鹤, 或者是一只展翅欲飞的雄鹰。这种情形颇像艺术家阿尔伯蒂所描述的那样, “在某一天看到一根树干, 一团泥或一些别的被偶然发现的东西, 它们的特定轮廓只需稍作改变, 看上去就会惊人地像一些自然的对象”。

一种改进的光线投射算法 篇3

(Ray casting) 算法[1]是一种典型的以图像空间为序的直接体绘制算法, 它从屏幕上的每一个像素点出发, 沿设定的视点方向, 发出一条射线, 这条射线穿过三维数据场;沿这条射线选择若干个等距采样点, 由距离某一采样点最近的八个体素的颜色值及不透明度值做三线性插值, 求出该采样点的不透明度值及颜色值。在求出该条射线上所有采样点的颜色值和不透明度值以后, 可以采用由后到前或由前到后的两种不同的方法将每一采样点的颜色及不透明度进行组合, 从而计算出屏幕上该像素点处的颜色值[2]。

2 基于模糊增强的光线投射算法

一般而言, 图像在由三维目标映射为二维图像的过程中, 不可避免地会有信息的丢失, 所以图像天生具有模糊性。而人的视觉对于图像从黑到白的灰度级别又是模糊而难以准确区分的。这就导致了图像边缘、区域、纹理等的定义以及对图像低层处理结果的解释存在模糊性。本文将传统的模糊阈值分割方法扩展到三维数据场中, 通过提取边界区域进行单独绘制来改善算法。

2.1 模糊阈值分割技术

模糊阈值分割方法可以在三维数据场中可以做进一步的推广[3]。按照模糊子集的概念, 设图像X为M×N×K, 有L级灰度{0, 1, ……L-1}, (x) 是定义在L+1级灰度上的隶属函数, 若象素 (m, n, k) 灰度为xmnk, 则隶属度为 (xm n k) , m=1, ……M, n=l, ……N, k=l, ……K, 图像X的模糊率V (X) 、模糊熵E (X) 是对图像模糊性的度量。

表示如下:

模糊率:

模糊熵:

其中申农函数为:

当 (xmnk) =0.5时, V (X) 、E (X) 取最大值, 偏离该值时, V (X) 、E (X) 取值下降。

令h (l) 为图像X中灰度取l的象素个数, 将 (1) 式和 (2) 式写为如下形式:

模糊率:

模糊熵:

其中T (l) =min (µ (l) , 1-µ (l) )

下面以模糊率V (X) 进行阈值选择, 显然采用模糊熵E (X) 也能得到同样的结论。

取隶属函数 (x) 为S函数:

由于模糊隶属的取值由窗口C=2Δq及参数q所决定, 一旦选定了窗宽C, V (X) 就只与参数q有关。模糊阈值法的求解过程是预先设定窗宽C, 通过改变q, 使隶属函数 (x) 在灰度区间[0, L-1]上滑动, 再通过计算模糊率Vq (X) , 以获得模糊率曲线, 该曲线的谷点, 既是使Vq (X) 取极小值的参数q, 也就是待分割图像的阈值。

2.2 模糊增强技术

本文对转换到模糊性质域的图像引入模糊增强算子进行预处理, 然后对增强的图像计算其模糊率, 并由此选取最佳阈值。增强算子的定义如下:

其中:

引入模糊增强算子的目的在于通过对图像不同区域采用不同的增强处理, 即黑目标区域进行衰减运算、白背景区域进行增强运算 (增强运算是增大为0.5以上的P值, 衰减是小于0.5以下的值) ;强化图像区域之间的对比度。使经过增强后的图像不仅保留了原有图像的信息, 而且各区域之间的层次更加清晰, 从而进一步降低了图像的模糊性。

最后, 给出基于增强算子的模糊阈值法的全过程:首先按隶属函数为S函数, 将图像由灰度数据域转换到模糊性质域, 并通过改变参数q的取值, 使映射函数 (xmnk) 在灰度区间[0, L-1]上滑动。然后通过计算模糊率V (X) , 获得模糊率曲线。

对于V (X) 时, 起作用的是灰度值分布在区间[q-Δq, q+Δq]上的象素, 当参数q变化时, V (X) 随之变化, 记Vq (X) 为参数取q时的图像模糊率。理论上讲, 总能找到某个q0, 使得Vq0 (X) 极小, 因而可取分割区域的中心值为q0。当图像灰度为多峰分布时, 用上述方法可以获得多个能使V (X) 取极小值的q, 同样方法确定分割阈值区域就能实现多阈值分割。若取以q0为中心有一定带宽的区域为分割阈值, 使得分割截面为具有一定宽度的区域, 这样可以将边界区域和非边界区域分别分割开来。

2.3 模糊增强的光线投射算法

引入了基于模糊增强的阈值分割技术的光线投射算法的处理过程是:首先对体数据进行简单的预处理, 在对简单预处理后的体数据赋颜色值及不透明度值后, 要根据模糊增强的模糊阈值分割技术进行三维数据场的分类, 提取出边界区域与非边界区域。然后进行采样及采样点的计算, 最后是图像的合成。

通过增强的模糊阈值分割, 可以将三维数据场的边界区域与非边界区域分别提取出来, 然后对边界区域和非边界区域分别进行绘制。

2.3.1 边界区域的定义

为保证处理体元在深度方向上的有序性, 该方法对数据场的遍历是逐片进行的。假定正在处理给定片上的体元, 首先判断其是否为边界区体元, 如果是则记为B-voxel, 直接计算该体元对屏幕的贡献;如果不是则记为I-voxel, 并进行体元合并形成组合体元, 记为M-voxel, 并将组合体元M-voxel作为新体元对待, 以便减少操作对象, 提高绘制速度。

2.3.2 体元合并规则

体元合并只针对同一片上相邻的体元进行, 以保证只合并属于同一物质的体元, 其准则如下。

(1) 只有属于同一区域、同一截面的非边界区域的体元才合并。

(2) 合并后的新体元M-voxel必须保证是长方体的形状, 以保证其几何形状简单, 并可以排序。

(3) 体元的合并应从前到后进行, 以保证所产生的M-voxel的有序性。即如果一个体元已经合并到M-voxel中, 则不应该还有遮挡它的体元未被处理。

以下为处理片k0的描述:

Process-B-Voxel (jM, ib, jb, &ie, &je) ;

在上述伪代码中, jM表示合并后体元不能超过的最大号, ib, jb, ie, je分别表示为体元的初始和终止的行号及列号。

若体元V (ib, jb, ko) 是边界体元, 程序Process-B-Voxel计算边界区域体元对屏幕象素的贡献。否则, 子程序Merge-Voxel则搜索与它相邻并且可见性优先级比它低的体元, 并返回以V (ie, je, ko) 为最远体元的体元块M-Voxel。然后由Process-I-Voxel将这个M-Voxel当作普通的Voxel对待, 并将其投影到屏幕上, 扫描投影多边形进行光亮度积分。

至于对于采样点的计算与图像的合成本文采用的是参考文献[4]方法。

3 验证与分析

为了比较算法执行的时间复杂度及生成图像的精确度, 分别生成了传统的光线投射算法及本算法的结果。在Intel奔腾4521 DDR上将上述算法应用于足部CT数据 (512×512×113) 进行测试。实验结果表明: (1) 从时间上, 由于本算法对非边界区的体元进行合并, 从而使得绘制的速度明显快于光线投射算法, 如表1所示; (2) 从图像质量上, 本算法将边界区与非边界区分别进行绘制, 因而可以得到比较清晰的边界区。绘制结果如图2所示。明显可以看出, 在图1中, 处于边界区的部位能清晰地显示出来。

4 结语

在研究传统光线投射算法的基础上, 结合模糊阈值分割方法, 提出了基于模糊增强技术的光线投射算法。由于在模糊阈值分割技术的基础上, 引入了模糊增强运算, 从而可以进一步降低图像的模糊性, 使得图像更易于分割。对于分割后的图像, 可以清晰地提取出边界区和非边界区, 由于把非边界区进行合并, 再进行绘制, 因而, 在时间消耗上, 明显优越于传统的光线投射算法, 并对边界区的体元逐一进行投射能够得到比较清晰的边界区域, 可获得较高的图像质量。

摘要：光线投射算法是体绘制中常用的方法, 但是其绘制速度较慢, 图像质量也不是很理想。通过利用模糊阈值分割技术将整个三维数据场分类为边界区域与非边界区域, 然后采用模糊增强运算进一步降低模糊性。最后再进行采样点的计算及图像的合成。实验结果表明, 此方法既能提高绘制的速度, 又能保证绘制质量。

关键词：体绘制,光线投射,模糊阈值分割,模糊增强,边界区

参考文献

[1]Levoy M.Display of Surfaces fromVolume Data[J].IEEE Graphics&Application, 1988, 8 (3) :29～37.

[2]L, Sobierajski, R Avila.A hardware ac-celeration method for volumetric raytracing[C].Proc.Vosualization‘95, 1995:27～34.

[3]Lacroute P, Levoy M.Fast Volume Ren-dering Using a Shear-warp factorizationof the Viewing transformation[J].Com-puter Graphics, proceedings, 1994, 7:451～458.

旋转物体三维影像投射的研究 篇4

随着投影技术的发展, 虚拟世界和现实世界有了一种很好地同步结合方式——三维影像投射。通过三维影像投射技术, 艺术家可以将虚拟世界创造的艺术作品与现实世界的物体进行同步, 完成虚拟世界到现实世界的转换, 将虚拟世界的内容通过异面投影技术真实的展现在人们面前。相对于传统形式, 三维影像投射技术更加自由, 任何可以反射投影光的物体都可以作为被投影介质, 而投影物体的立体性可以很好地增加投影内容的真实感, 可以很好地吸引观众的目光, 同时使用实时渲染三维影像投射系统可以便捷地更换显示内容, 丰富展示的多样性, 不会让人感觉到枯燥。

本文的研究课题就集中于一种结合投影仪和运动物体结合的新的系统。在目前三维影像投射方法的基础上, 保证虚拟世界与现实世界运动的同步, 同时保证虚拟世界与现实世界完全一致, 只有这样才能保证不需要调整模型点的情况下完成旋转的同步。随后需要创造一种可以实时变换投影融合带的算法, 使得旋转物体也保证投影仪可以完成融合, 只有这样才能保证成功。

2 渲染内容的简介

2.1 模型内容的建立

首先需要明确的是三维扫描后录入的数据其形式。通过三维扫描仪录入电脑的是点云, 及每一次激光反射的位置和距离, 这样的一系列点集构成了整个模型的点云。通过三维扫描仪自带的软件进行补洞操作后, 完整模型就完成了, 但是补洞的模型只有大致形状, 没有任何走线, 所有面由无数小三角面构成, 显然这些密集的三角面是不能作为虚拟模型加载的, 图2:模型参数传输序列图其占用资源过多, 需要进行拓扑。

在获得了已经补完洞的模型后, 需要对模型进行拓扑。拓扑的方式完全依靠模型师的经验和手法, 如何体现物体的细节, 如何保证拓扑的模型既与原物体基本一致, 又要保证尽量少的走线, 这些都与模型师的经验息息相关。总的来说拓扑的最佳结果是保证最少的走线和最佳的模型形状, 尽量贴合三维扫描的的模型, 满足上述条件的拓扑模型才是比较好的模型, 相对来说技术要求较高。

获得拓扑模型后需要将其转换成vvvv可以识别的模型形式, vvvv主要使用Direct X进行渲染, 使用的也是Direct X默认的后缀名为.x的模型文件, 默认包含两部分, 包含模型文件以及动画键。MAYA和3DMAX都有其转换插件, 这部分交给插件即可。

最后需要对模型文件进行加载, vvvv中加载模型文件有自己的节点, 但是只提供了基本的模型信息, 其余的位移、旋转、变形矩阵等信息需要自行设计, 基本设计如图1所示。

至此, 模型模块从录入、拓扑、到加载完成了一整个的流程, 成为了构建虚拟空间的基础。

2.2 实时渲染的设计

拥有模型之后, 虚拟世界才算是有建立的基础, 实时渲染的基本要素如图2所示:

构成本文虚拟空间的基本要素如上图所示, 分别是:

(1) 模型:在获得拓扑模型后, 转换成vvvv可以识别的模型文件, 同时要保证文件的UV合理展开, 保证模型的大小合适, 方便调整。满足如上要求才算符合要求。

(2) 着色器:Direct X拥有自己的渲染器, 需要利用其自己的语言来完成对模型渲染的操作, 包括灯光、融合拼接等。

(3) 摄像机:作为与现实世界同步的虚拟构建, 摄像机的参数需要保证与投影仪的参数完全保证一致, 焦距, 高度, 距物体距离, 中心位置等等, 必须与现实世界同步。

(4) 相对位置信息:除基本的位置、角度信息外, 物体与物体之间的相对位置也需要保证, 其中之后同步阶段需要虚拟世界和现实世界保持一致的旋转参数等。

(5) 艺术视频文件:在UV基础上根据艺术内容进行加载的图形视频文件, 对于艺术设计而言, 这将是展现整个视觉效果的部分, 在之前艺术设计部分已经详细描述。

其中不得不说的是融合拼接的方式。一般的平面投影的拼接方式较简单, 根据融合公式即可进行较完整的融合拼接。但显然在不规则曲面上没有办法找到一个普适的算法可以让所有的物体都可以做到很好地融合。每一个投影仪根据其位置和角度不同, 所能显示模型的角度和大小都不可能完全一样, 所以类似平面上通过投影仪画面做切割进行融合的方式在异面投影上是不可取的。

异型投影的融合通常分两类, 一类是完全的硬拼接, 通常立方体等有明显面变化, 或者形状简单, 可以对模型形状和大小可以精确变换的模型可以使用硬拼接。另一类是软拼接, 通过划分融合带, 对两个融合带进行叠加来达到融合拼接的目的。本文的汽车没有明显的面与面的划分, 由于点数众多, 也没有办法进行精确的形状调整, 只能使用软拼接的方式完成融合。

根据汽车模型的特点, 其形状类似长方形, 故一台投影最多可以覆盖其中的三个面, 显然, 光路直线的原理表明, 投影仪最多只可能覆盖到三个平面, 不可能超过三个。

以汽车作为示例, 由于汽车的前面和尾部的面较小, 所以并不需要单独分割出来, 连接到汽车顶面即可, 故整个分割方案如图3所示:

红色和绿色线内为融合带, 通过融合算法进行软拼接, 具体如何形成软拼接的将在实现章节详述。

完成着色器后, 需要对模型的位置, 摄影机的位置等相对位置进行确定, 之前已经提到。

至此虚拟世界部分设计基本完成, 从模型的构建到渲染再到同步接口的设计, 完成了虚拟世界的构建。

3 渲染结果

通过实时渲染软件对三个部分进行实施渲染, 后通过三台投影仪分别对分割部分的图像进行输出, 最终完成现实世界和虚拟世界的匹配, 对三个投影图像进行软拼接, 形成完整的去昂防伪覆盖汽车投影, 如图4所示:

经测试, 融合带基本完全覆盖, 顶部有少许偏差, 数以正常范围允许之内, 算法分割成功, 解决了运动物体全覆盖投影的难题。

4 结束语

通过对输出图像进行精确的分割, 并结合融合带, 最终完成了三台投影分别输出不同图像, 覆盖整个物体的方案, 以此类推, 可以完成任何形状和大小的物体投影覆盖方案, 只要物体处于投影仪投影范围以内, 都可以通过对物体进行分割渲染的方式, 完成物体图像的拼接, 最终形成完全的图像覆盖方案, 做到对旋转物体的三维影像全投射。

摘要：三维影像投射, 也称为影装、异面投影, 是一种通过投影仪将虚拟空间中实时渲染的三维影像投影到实体物体上的技术。本文所设计的系统是在现有宣发基础上, 进一步研究虚拟世界和现实世界的关系, 完成两者的同步, 保证虚拟世界和现实世界的一致, 利用虚拟摄像机代替投影仪位置, 虚拟摄像机拍摄到的内容即是投影仪需要显示的内容。最终达到虚拟世界物体跟随现实世界物体转动, 实时渲染输出图像, 使得现实世界中物体不断转动也能保证可以实时覆盖投影内容。

关键词：旋转物体,三维影装,三维影像投射投影仪

参考文献

[1]张杨林, 杨红雨, 唐荣, 邓昌胜.分布式曲面投影系统几何校正算法的研究[J].微计算机信息, 2009 (36) .

英语课堂教学中的情感投射 篇5

对教师来说, 情感的投射可以通过言语行为和非言语行为来实现。

一、充分运用言语行为, 于不动声色中交流感情, 融洽气氛

言语行为就是评价语言, 是指教师对学生的思维成果, 运用简单、恰当的措词, 或在热情中给予褒奖, 或在委婉中道出不足。因此, 在课堂教学中, 教师与学生进行情感交流, 要以亲切的态度、殷切的话语、深切的爱心来对待学生, 要随时调控教学节奏, 创设轻松愉快的课堂气氛, 减轻学生学习英语的压力感, 使学生心情舒畅, 思维活跃, 进而成功地进行大量的语言实践活动。

1.真诚期盼给予勉励, 让学生在情感上获取力量

在课堂教学中, 教师的一言一行, 一举一动是否情真意切, 是否态度诚恳, 学生会有很敏感的反应。教师在语言交往中, 态度一定要诚恳, 对学生的评语要以表扬和正面的鼓励为主。如在学生成功地回答了老师的问题后, 老师则多用Good./Well done. /Good job. /Perfect. Excellent./I really appreciate your answer. /You can speak English better/more fluently now等进行鼓励, 启发学生学习英语的积极性, 激发他们的学习热情。如果学生回答不上老师的问题, 老师和颜悦色地说一声:Don′t worry. /Think it over./ Take it easy. Have atry./Don′t be afraid of making mistakes.这些微小的细节, 会使学生意识到老师的真诚、友好和期盼, 他们会感到温暖与鼓励。特别是对于那些自卑感很强的差生, 更应该不吝惜使用那些“Good”、“Very good”之类的赞美词, 从人格上呵护学生, 使他们从情感上获取力量, 增强学习信心。

2.创设情境交流思想, 引发共鸣缩短师生距离

把现实的整个教学环境, 如教室、设备、天气、人物、新闻、事件、思想, 不论是动的, 还是静的, 外显的, 还是内显的, 都组合成一个大的场境, 灵活运用其中情境, 能激发学生产生相应的情感, 缩短学生和教师的情感距离。比如, 讨论Mr Fat和Mr Thin, Mr Fat has much money, but he doesn′t enjoy himself . 引导学生对钱这一生活中的重要物件发表自己的看法, 这样, 学生就会积极参与自己感兴趣的话题。通过坦诚的、有思想助益的对话, 既活跃了课堂的气氛, 又扩宽了学生的知识面, 缩短了师生之间的距离。

3.联系生活进行表演, 营造融洽的课堂氛围

表演是英语课堂中情感投射的一种重要手段。心理学研究表明, 情感与教学是相通的。表演就是抓住学生活泼好动、记忆力和模仿力强的特点, 通过生动活泼的形式, 将学生引向一个妙趣横生的英语世界, 诱导和激发学生的积极情绪, 从而达到教学的最佳效果。表演时要感情真切, 语调自然。因为人们的日常谈话不是句型操练, 是用思想交流, 表达喜怒哀乐。教师与学生进行对话, 让学生之间进行模仿表演, 并让他们将内容进行扩展。这样, 学生就比较容易记住所学的词组、句型, 而不是死记硬背。在英语教材中有许多短剧, 如What a good kind girl可以将课桌间的间距设计成街道, 在几个不同的方位设置故事发生的地点, 如医院、车站等, 以4个人为一组进行表演。如果问对方, 但对方并不知道路怎么走, 仍应该说Thank you all the same;通过一系列表演 , 让学生明 白When someone is in trouble, Weshould help her/him通过表演, 聊话题, 使学生在一种愉快、融洽的环境中不知不觉地掌握了语言特点。

二、注意采取非言语行为, 努力达到最佳的学习效果

非言语行为是一种看不见的课程行为, 又称为体态语言, 即主要是通过教师的仪表、眼神、手势等, 对学生的学习行为给予某种暗示, 从而微妙地进入教学的全过程, 成为学生学习的心理动因。

教师的仪表风度具有较强的外显性和感染力, 对学生来说, 是一种“无言之教”。教师的体态语言对他们理解语言意义将会起到积极作用。如表示ok, 将拇指和食指弯曲握紧, 表示字母“O”状, 其余三指伸直, 表示字母“K”;数字“3"则将拇指和食指弯曲握紧, 其余三指伸直;还有smile (微微一笑) , laugh (哈哈大笑) , happy (表示高兴状) 等等, 这些形象、生动的体态语言, 都会促进学生对英语语言的理解。

法庭语言中的隐喻及其投射探析 篇6

关键词：法庭语言,隐喻,投射,语境,语义

与其他学科的“隐喻狂热”相比, 对法律隐喻的研究一直饱受争议。英美法系的法学专家对法律语篇中隐喻的作用持怀疑态度[1]。立法语言不允许夸张、诙谐、讽刺、戏谑的表达。作为法律载体, 法律语言具有权威性和约束力[2]。法律工作者的语言要具有庄重性、确切性、简约性[3], 这与隐喻表达的灵活性、抽象性和随意性似乎相矛盾。而认知语言学认为, 隐喻无处不在, 广泛存在于人类的语言、思维和行为中。法律语言是语言的一种变体, 具有所有语言变体的共同特点, 即法律语言也是隐喻的[4]。

国内外学者在认知语言学框架内, 从不同角度分析和研究了法律语言中的隐喻现象, 探讨隐喻思维在法律推理中的重要作用, 隐喻的使用对法律工作者的帮助, 法庭语言中隐喻概念的特点、功能等[5,6,7,8,9,10]。

以上研究主要以法律书面语言为对象, 探讨法律语境中隐喻概念的特点和功能, 重点关注隐喻作为人类认知工具在特殊语境下的解释和认知功能。一种语境下隐喻表达的特点和功能是源域向目标域投射产生的表层特征, 是源域和目标域语义相似或互动过程中产生的相似性决定的。而语境反过来又对隐喻表达的使用有制约作用。文学语言的主观性和想象性允许隐喻概念天马行空、自由随意, 读者可以根据自己的知识背景、生活经验来理解文学作品。而法律语言要避免产生歧义, 要求说者和受众对法律话语的理解具有一致性。尤其是在法庭语境中, 不理解枯燥、冗赘的法律条文或错误地理解法官、律师的话语, 可能造成不利于己方的判决结果。

1 研究方法

法庭语言研究属于法律语言研究中的口语研究。该文的语料来自法庭上法官、律师、原被告等的口语表达, 不包括法庭上的书面文本。研究所需语料主要来自中央电视台法制节目, 记录和整理节目中所含有的隐喻表达, 运用认知隐喻理论, 分析这些隐喻表达的源域、目标域、喻底、喻词等。结合前期对法庭语言中隐喻表达特点和功能的研究, 探讨法庭语境下隐喻的投射。

2 法庭语言中隐喻的投射范围

Kövecses研究发现有13种常用的始源域:人体、健康与疾病、动物、植物、建筑、机器与工具、游戏与运动、金钱与经济交易、事物和烹饪、热与冷、光明与黑暗、力量以及移动与方向。常见的目标域有感情、欲望、品质、思想、社会、政治、经济、人际关系、交流、时间、生死、信仰、事件和行为。Kövecses研究认为大多数的源域是具体概念, 大多数的目标域是抽象概念, 概念隐喻的作用就是用具体概念来理解抽象概念, 是由易到难的过程[11]。通过分析本研究的语料发现, 法庭语言中隐喻的投射基本包含在以上投射范围中, 从以上提到的具体概念域向抽象概念域投射。在法庭语言中, 常见的始源域和目标域符合Kövecses的研究结果。如:

案例1:2004年12月, 河南省郑州航空工业管理学院告刘志刚诈骗案, 公诉人:

“……正是由于被告人实施了学历注水这种虚构事实的欺骗行为, 招聘单位才因而产生了错误认识, 认为他是北京大学的博士生……” (水喻假信息)

案例2:2005年4月, 王笑昆 (音) 诉中国人寿保险股份有限公司北京分公司, 原告代理人:

“好像我们理解一个手的手术, 我做一个手的手术有可能就是手指的手术, 主动脉瓣手术在一般人的概念中是应该属于主动脉手术的”。 (手喻主动脉瓣)

An operation on my hand may refer to an operation on a finger while an operation on aortic valve may be regarded by common people as an operation on aorta. (AORTIC VALVE IS HAND)

案例3:2005年11月1日, 广西北海市人民检察院诉曾其军 (音)

……他驾驶的车就像一台杀人机器…… (机器喻汽车)

The car he was driving is like a machine for killing people. (CAR IS MACHINE)

法庭语言作为日常语言的一种变体, 具有日常语言中隐喻表达的特征不足为奇。以上案例中隐含的隐喻概念的投射都是从具体的源域向抽象的目标域投射, 投射范围符合Kövecses研究发现的常见源域和目标域。而进一步分析语料发现, 法庭语言中隐喻的投射范围超出了Kövecses的研究结论, 不能用简单的抽象和具体、熟悉与陌生来区分源域和目标域。法庭语言中的隐喻投射受语境的影响, 有不同于日常语言中隐喻表达的特点。隐喻的认知和理解是建立在讲话人和受话人相似经验基础上的。对同一个概念, 不同知识背景的人的理解存在差异。因此, 概念的抽象与具体、熟悉与陌生是相对的。法庭语言存在Kövecses提到的常见源域之外的其他概念域, 如人的思想行为、抽象概念和事件。另外, 源域与目标域的概念域多存在上下义的关系。

2.1 源域为抽象概念、事件和人的思想行为

Kövecses的研究结论是抽象概念和事件概念多属于常见的目标域, 人体及人体部分属于常见的源域。相比具体事物和概念, 抽象概念和事件更模糊和不被人熟知, 是被确定、清晰、熟悉概念投射的对象。传统的隐喻研究中, 人体或人体部位是常见的源域, 如人体 (body) 、头 (head) 、脚 (foot) 手 (hand) 等。人类认识世界是从认识自身身体结构开始的, 进而认知身边其他事物, 逐渐发展到认知抽象概念。大量有关人体隐喻的研究证明了人体隐喻在各种语言中的普遍性。人的思想和行为不是具体的身体构造, 不属于众多学者研究的人体隐喻范畴。

案例4:2005年4月25日, “刀郎”罗林告潘晓峰、北京图书大厦著作权纠纷案, 原告代理人:

“就好比说, 有个书法家叫庞中华, 他的名字中华跟中华民族没有任何关系……小提琴演奏家盛中国, 他也跟中国没有任何关系……”。 (庞中华、盛中国喻刀郎)

To put it metaphorically, the calligrapher Pang Zhonghua has a reputation because he is good at calligraphy.However, his name is not related to Chinese nation.The violinist Sheng Zhongguo enjoys popularity because he is good at playing the violin.His name is not related to the word China at all. (DAO LANG IS PANG ZHONGHUA AND SHENG ZHONGGUO)

案例5:2005年3月原告张占英与被告青海省乐都县人民医院人事争议一案, 原告代理人:

“常言道, 巧妇难为无米之炊, 一个医生的技术再高, 没有医疗器械, 也无法给病人看病、治病。” (巧妇喻医生)

As the saying goes, if you have no hand you can’t make a fist.A qualified surgeon can’t operate on the patient without medical instruments.

在案例4中, 原告代理人用庞中华和盛中国来和本案的当事人刀郎做比较, 即把刀郎喻为庞中华和盛中国。他们三人之间并不存在身材、五官长相等外在特征上的相似, 而是因为三人都是名人, 而且名字都比较特殊, 都和中华民族的文化有联系。在案例5中, 医生被比喻为巧妇。巧妇和医生都需要借助其他工具或材料才能发挥出自己的技艺, 做出可口的饭菜或成功治愈病人。在以上两个案例中, 源域虽都是人类本身, 但喻底并不是人身体部位的相似性, 而是人的名字和所掌握的技能, 是抽象的概念。从法律角度看, 人的身体构造与法庭判决并不存在联系, 不是法庭关注的因素。引起纠纷的原因是当事人 (刀郎和医生) 的名字和技能, 即身体构造之外的人的抽象因素引起了诉讼。 (由于中英文隐喻概念的文化差异性不是本文的研究范围, 对于英文译文所包含的隐喻现象在此不做分析)

案例6:2005年4月13日, 某餐饮公司诉顾客就餐服务合同纠纷一案, 原告代理人:

“……酒店的工作人员参没参与劝阻丧事方, 王曙飞的证言是比较暧昧的”。 (爱情喻作证)

Let me make some comments on Wang Shufei’s testimony.His words are amphibolous when stating whether the hotel staff are involved in dissuading the funeral arrangement.

在案例6中, 原告代理人用“暧昧”而不是“模棱两可”来陈述证人的证言, 把“法庭作证”比喻为“爱情”。爱情是抽象概念, 在传统隐喻中, 经常是作为目标域出现, 如LOVE IS A JOURNEY和LOVE IS ROSE等。人们很难对爱情下明确的定义, 只能通过隐喻的方式借助具体或更熟悉的概念域来理解。但是爱情又是一个被人们熟知的抽象概念, 当人们不是探寻爱情的具体语义时, 可以被用来帮助理解其他概念。

法律语言的复杂性以及普通大众法律知识的欠缺使得人们很难理解某些法律术语, 法律语言在逐渐向简明化和大众化转向。要使法律真正为公众明白和掌握, 法律语言应该尽量通俗简单, 即尽量使用绝大多数甚至所有人都能理解的“共核语”[12]。隐喻表达的使用是这一转向的体现, 并能够促进这一过程。评判法律语言是否大众化的标准之一就是所使用的隐喻概念是否被人们所接受和理解。因此, 法庭语言中隐喻的投射中, 已经被人们熟悉的抽象概念、事件概念也可以作为始源域来理解其他更抽象和不熟悉的概念。

2.2 始源域与目标域多存在上下义的关系

法律推理中隐性说服概念间接、隐含, 语言表现形式丰富、多变、迂回、复杂, 有时难以识别和理解[13]。从隐喻的法律功能方面来看, 隐喻概念属于隐性说服概念。比起显性概念, 受话者更难理解隐性概念。处于上下义关系中的概念域之间进行投射, 便与受话者认知和理解。源域与目标域上下义关系受法律语言精确性和相关性的限制, 法律和法庭不允许与本案无关的话语出现, 法律工作者在使用隐喻时, 不能像诗歌那样天马行空, 源域意义和目标域意义不能距离太远。案例7中的停车场和堵塞的交通、案例8中的普通树和古树都存在上下义的关系。

案例7:2005年6月28日, 庞标告华北高速公路股份有限公司服务合同纠纷一案, 原告:

……忽然间就堵死了, 一动不动, 像停车场一样。 (停车场喻交通堵塞) 。

Suddenly the traffic stopped, like a parking lot. (TRAFFIC JAM IS A PARKING LOT)

案例8:2002年1月18日, 一棵树的官司, 被告证人:

“……像移植古树, 有60%以上的把握才会移植…… (古树喻普通树)

Like transplanting an ancient tree, it can be transplanted only when the success rate is above 60%. (THE COMMON TREE IS ANCIENT TREE)

3 法律语境与隐喻投射

束定芳认为隐喻的识别需要语境, 某一话语中是否出现了隐喻, 必须在一定的语境中才能做出判断[14]。相同的语言表达, 在A语境里不是隐喻, 在B语境里就可能成为隐喻, 隐喻表达受语境的影响和制约。不同语境下的隐喻表达呈现出不同的特点, 因此研究者区分了文学隐喻、诗歌隐喻、政治隐喻和法律隐喻等。法庭语言的严肃性和庄重性使得这一语境有别于日常语言的灵活性和随意性。

在法律语言逐渐向简明化和大众化发展的过程中, 越来越多的隐喻表达被用来理解原本生僻、抽象的法律术语。这有利于普通大众理解法律语言含义, 有助于他们知法、懂法和遵守法律。但是, 在法庭语境中, 法律工作者不能在法庭上信口拈来、随意地使用隐喻表达来解释复杂概念。“通俗”是浅显, 明白, 不等于“低级, 俗气”[12]。如果过分自由地使用隐喻表达, 就会违反法律语言的权威性, 偏离法律的精神。

在语义理解过程中, 隐喻表达对会话语境的依赖性较大。在说出一个隐喻表达时, 说者必须把握当前的回话语境特点;听者要理解一个隐喻, 也必须联系他所处于语境的特征[15]。在法庭环境中, 法官、公诉人、律师等法律工作者比原被告和证人有更多的话语权, 整个庭审过程主要是法律工作者语言互动的过程, 原被告、证人、旁听大众是语言受众, 对法庭话语不具有控制权。法律工作者在形式话语支配权时, 负有洞察语境特征、用隐喻在知识背景不同的说者和受众之间建立连接的任务。他们所使用的隐喻表达, 既要与案件背景相关, 法庭要求不得说与案件无关的话语, 又要迎合受众的知识背景, 让他们能理解隐喻的意义。因此, 法律工作者在使用隐喻表达时就要谨慎和小心, 源域的选择不能像文学语言中的隐喻那样随意和抽象。

跨文化交际使得许多来自不同文化社区的人们处于同一个语境下, 理解日常语言都会遇到一定的文化障碍, 更难理解所不太熟悉的法律语言。全球一体化使人类的思维、语言、行为等在潜移默化地不断发生改变[16]。法律语言中隐喻的理解和认知呈现出多样化的特点, 同一概念的隐喻义随着人类认知、跨文化交流的发展而改变。

4 结束语

平面投射多分辨率软阴影绘制算法 篇7

阴影在计算机真实感图形应用中发挥着重要而独特的作用。它除了能使图形绘制效果更加逼真以外,还暗含了场景中的一些重要信息,如物体的形状与表面特征、物体之间的位置关系、遮挡物与阴影接受面的几何属性、以及光源的位置、大小、强度和形状等。然而,阴影的建模与绘制过程却相当复杂,因此如何对阴影进行建模与绘制一直是计算机真实感图形技术领域中具有挑战性的研究课题。

阴影通常可以分为两类:硬阴影和软阴影。硬阴影(Hard Shadow)是指由理想点光源(即聚光性能好的单一光源)产生的阴暗均一、边界分明的阴影,它只包含物体的本影(Umbra);软阴影(Soft shadow)则是由线、面或体光源等产生的边界柔和、有一定明暗过渡的阴影,它包括了物体的本影和半影(Penumbra)。当物体完全处于阴影中时,即在本影域内,而当物体受到部分光照时则处于半影域内。由于现实中理想的点光源是极其少见的,因此为了增强场景的真实感,大多数图形应用通常需要将阴影绘制为软阴影,并且大多数的阴影绘制算法也都是针对软阴影的绘制过程进行处理的。

OpenGL是图形硬件的软件接口,业已成为图形应用领域事实上的工业标准,它为构造高效的交互式图形应用程序提供了跨平台的技术支持。然而,在利用OpenGL提供的光照模型对场景中的三维形体进行绘制时,却不会自动产生阴影效果。这是因为OpenGL在进行绘制计算的过程中,只考虑了光源与物体之间的相互关系,而并未考虑到场景中物体之间的相互影响[1],其它主流图形库(如Direct3D)也均进行了同样的处理。所以,基于OpenGL的图形应用程序必须依照一定的算法,通过调用图形库提供的底层应用程序接口API(Application Program-ming Interface)进行阴影计算,绘制所需的阴影模型。目前,根据各类阴影生成算法所使用的实现技术的不同,阴影绘制算法又可分为扫描线算法(Scan-line Method)、平面阴影投射算法(Projection Shadows),阴影体(Shadow Volumes)算法[2,3,4]、阴影映射(Shadow Mapping)算法[5,6,7]等。各类不同的阴影绘制算法所依据的原理差异很大,在绘图质量与执行速度等方面也各有优缺点。文献[8,9]中,对目前的主流阴影绘制算法和技术进行了分析、对比和总结。

本文根据平面阴影投射算法的基本原理,借助OpenGL提供的模板缓存等技术,实现了阴影的剪裁与多平面绘制;并通过设定相关技术参数,利用图像混合处理等技术,实现了软阴影的快速合成与绘制;同时利用累加缓存等对场景进行反走样处理;最终实现了柔和多平面软阴影的多分辨率绘制。

1算法的基本原理

由于阴影是由场景中不透明物体对入射光线的遮挡而形成的,故最直接的阴影绘制算法是通过将三维空间的物体投射到平面上来产生阴影的,这一过程被称为平面阴影投射。

其基本思想由Blinn[10]率先于1988年所提出:与由视点将视景体内的物体投影到2D绘制平面上的过程相类似,该方法将光源作为视点,借助物体的模型变换矩阵与投影变换矩阵,可以将物体“压扁”投影到平面上,再用黑色涂黑平面上被“压扁”的物体,即生成物体的硬阴影(如图1所示)。

通常情况下,平面阴影投射过程可利用计算机图形硬件的加速功能来实现,因而计算速度较快。但其仅能在平面上投射阴影,故其应用受到了一定的局限。平面投射阴影算法在实际应用中还会出现另外一些问题。例如当物体位于阴影投射面下方时,会在投射面上产生假影。而当光源在物体下方时,由于模型上的每个顶点均需通过光源进行投影,还会产生反影现象。针对上述现象,文献[11]中提出一种基于平截头视景体检测的方法来克服上述问题并产生软阴影。该算法通过剪裁位于视景体外的物体来消除反影和假影。Gooch等人[12]为了提高阴影绘制的效率提出一种针对球形域光源的阴影处理技术。该技术通过上下移动投影平面形成半影区域而非通过在光源处取样的方法来达到。这种技术可以获得同轴阴影效果,避免了多次重复绘制。但当物体位于投影平面上时,运用该算法会出现生成的阴影比较大等问题。本文算法综合运用了Blinn、Heckbert及Gooch等人提出的技术,对于域光源上的每一采样点和投影平面上确定的四边形区域所构成棱锥体,通过仿射变换将截去顶端的该锥体转换为一平行六面体。显然,处于平行六面体内的物体即存在于阴影中,算法通过裁剪剔除位于六面体外的物体或部分,使之不生成阴影,从而消除了假影和反影。同时进一步利用累加缓存对由域光源上的各采样点得到的阴影像素值进行“平均化”处理,最终产生软阴影。

2平面投射硬阴影

本文软阴影绘制算法是通过混合一组硬阴影图像来实现的,因此需要首先得到该组硬阴影图像。本文方法采用Blinn平面阴影投射算法将“压扁”的物体直接投射到投影接受平面上来获得该组图像。参照图1,设任一阴影接受平面P的方程为:

其中,n为平面P的单位法向量,x为P上的任意一点。若n=(a,b,c),x=(Px,Py,Pz),则平面P的方程可表示为:

aPx+bPy+cPz+d=0

令点光源为s=(x,y,z,w),则有投影矩阵:

${\rm M}=\left(\begin{array}{cccc}dot-ax& -ay& -az& -aw\\ -bx& dot-by& -bz& -bw\\ -cx& -cy& dot-cz& -cw\\ -dx& -dy& -dz& dot-dw\end{array}\right)$

其中dot=ax+by+cz+dw。由计算机图形学理论可知,物体的模型变换矩阵乘以投影矩阵M,即可将物体投影到平面P上,得到被“压扁”的物体(即物体的阴影)。

在算法实现过程中,可利用OpenGL提供的模板缓存,将阴影的绘制限制在特定平面上。如图2(a)所示,圆环同时在地面与左侧墙壁上生成阴影。因此,除了在地面上生成阴影外,对于左墙壁,修改其模板值,以便后面在绘制阴影时仅对模板缓存中模板值为指定值的片元进行处理。注意,在将投影平面绘制到模板缓存中的过程中,只是修改了其在模板缓存中的值,而实际上并没有绘制出该平面,所以可以关闭深度测试和光照计算,通过忽略这些无关的计算来加快算法的执行速度。具体实施步骤如下:

3多分辨率软阴影绘制

由于现实生活中理想的点光源很少见的,因此为了提高图像的真实感,软阴影的绘制异常重要。本文在实现软阴影的绘制时,首先在光源上随机取一系列采样点,通过颜色混合处理将由多个采样点作为点光源生成的阴影进行平均,来产生软阴影;然后对场景进行反走样处理,通过多次抖动使绘制出的软阴影更加柔和、自然。算法提供了交互式参数调控手段,使用户可以根据实际需要,增加或减少采样点数,以及修改光源大小,使算法程序能够在保证一定运行速度的前提下,最终产生较理想的阴影绘制效果。

首先将光源视作面光源,通过在光源上取若干采样点,再利用OpenGL提供的颜色混合功能将由多个采样点获得的阴影进行融合处理,将正在处理的片元颜色与存储在帧缓存中的像素颜色值合并起来。图2(a)和图2(b)分别为算法生成的硬阴影与软阴影绘制效果。其中,硬阴影的光源是半径为4的球面上的1个采样点;软阴影的光源也是半径为4的球面,但在球面上的采样点数为25。算法实施的具体步骤如下:

(a) 采样点数为1的硬阴影 (b) 采样点数为25时的软阴影

在绘制软阴影时,为了增强图像的真实感,可以利用累加缓存来实现场景反走样。本文方法在将多个采样点生成的阴影图像进行平均化的同时,使用累加缓存对场景进行多次抖动累加绘制,从而柔化绘制阴影的边缘,提高了阴影绘制的质量。图像绘制的次数越多,场景中阴影的浓淡过渡就越平滑自然,当然渲染过程所消耗的时间也就越长。因此,算法设定了一个count值来控制采样点的数目,通过交互地设置不同的count值,在绘制速度和渲染质量两方面进行折中。为了使图像不出现较强的跳变,绘制过程中每次沿X和Y轴的抖动量不宜超过一个像素。而为了保证一定的绘制效率,应使所绘制的图象数目尽可能地少。经验表明,当count取值为25时,渲染效果即可满足一般图形应用中的真实感阴影绘制要求。最后,在对获得的图像进行累加时,每次利用glAccum(GL_ACCUM,1.0f/count)将颜色缓存中的值进行缩放后送至累加缓存,相当于每次渲染都仅占累加图像结果的1/25。相关处理步骤可描述为如下过程:

基于OpenGL图形库,本文用C++语言实现了上述软阴影绘制算法。算法程序运行的硬件环境为配备Intel GMA 3100处理器(512MB内存)的PC机,操作系统为WinXP。最终的阴影绘制效果如图3与图4所示,其中图3(a)为未启用反走样时的阴影绘制效果,图3(b)则是启用场景反走样后的阴影绘制效果。两图的光源大小均为16,采样点数均为25。与图2相比,采样点数同样为25的阴影,在增大了光源面积后,软阴影的绘制质量有一定的改善。绘制时间与绘制模型的大小、以及采样点数据的关系可参见表1。实验中使用的部分网格模型及其阴影制效果如图4所示。

(a) 未启用反走样处理的 软阴影绘制效果 (b) 启用反走样处理后的 软阴影绘制效果

时间单位:毫秒;V/T:顶点数/三角形数。

4结语

本文算法综合运用了Blinn、Heckbert及Gooch等人提出的平面投射阴影生成技术,结合OpenGL的模板缓存操作,通过在光源上取若干采样点,并利用图像混合实现了一种快速软阴影合成算法,算法还利用累加缓存实现了场景中阴影的反走样处理,使得到的软阴影更加柔和,更富真实感,并且能根据实际需要,通过参数设定决定绘制效率与图像质量折中,实现所需算法性能。实验表明,本文算法生成的阴影效果柔和,阴影绘制计算快速。

摘要：阴影生成技术在计算机真实感图形应用中发挥着独特而重要的作用。基于模板缓存技术、图像融合技术及反走样技术等,提出一种多分辨率多平面投射软阴影绘制方法。该方法首先通过在光源上进行离散采样,获得一组硬阴影绘制图像;再通过颜色混合和模板缓存技术对这组图像进行平均化处理,合成得到软阴影图像;最后利用累加缓存对场景进行反走样处理,使软阴影绘制效果更加自然、柔和。该方法提供了绘制精度的参数控制手段,使用户可以交互地设定生成软阴影的分辨率。

关键词：阴影绘制,投射阴影,软阴影,多分辨率,真实感图形

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