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基于计算着色器的并行Delaunay三角剖分算法
1
作者 陈国军 李震烁 陈昊祯 《图学学报》 北大核心 2025年第1期159-169,共11页
Delaunay三角剖分是一种经典的计算几何算法,在众多领域中有着广泛地使用,随着实际需求的不断提高,现有的Delaunay三角剖分算法已不能满足大规模数据的需求,为此,提出了一种基于计算着色器的并行Delaunay三角剖分方法,该方法通过纹理缓... Delaunay三角剖分是一种经典的计算几何算法,在众多领域中有着广泛地使用,随着实际需求的不断提高,现有的Delaunay三角剖分算法已不能满足大规模数据的需求,为此,提出了一种基于计算着色器的并行Delaunay三角剖分方法,该方法通过纹理缓存将点集数据输入到计算着色器中,并利用计算着色器加速Delaunay三角剖分,同时在现有方法的基础上提出动态插入法解决点集在离散空间中的重映射问题。此外,为了能够让显存有限的GPU构建出远超其显存限制的Delaunay三角网,提出基于计算着色器的分区双向扫描算法,并将点集划分为多个子区域,然后通过扫描各个子区域的方式进行构网。实验结果表明:在相同运行环境下,基于计算着色器的方法与现有的方法相比缩短了构网时间。同时分区双向扫描算法很好地解决了GPU的显存瓶颈问题,能让显存有限的GPU构建出远超其显存容量的Delaunay三角网。 展开更多
关键词 DELAUNAY三角剖分 计算着色器 GPU 并行计算 VORONOI图
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飞腾平台上高效的OpenGL文字绘制方法
2
作者 沈良好 石启军 +2 位作者 王得星 马俊 谭郁松 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第1期243-248,共6页
针对飞腾CPU平台上OpenGL文字绘制性能较低的问题,提出一种高效文字绘制方法。基于对基础绘制流程的分析,设计文字的全属性缓存策略,减少绘制数据传输和OpenGL状态切换;并行化CPU端计算密集的过程,提升文字属性处理效率;构建实例化渲染... 针对飞腾CPU平台上OpenGL文字绘制性能较低的问题,提出一种高效文字绘制方法。基于对基础绘制流程的分析,设计文字的全属性缓存策略,减少绘制数据传输和OpenGL状态切换;并行化CPU端计算密集的过程,提升文字属性处理效率;构建实例化渲染模式,实现GPU端批量化渲染。测试结果表明,在飞腾终端平台上,该文字绘制方法的绘制性能明显优于现有工作,绘制的帧率可大幅提升,资源的利用率更加合理。 展开更多
关键词 飞腾处理器 麒麟操作系统 文字绘制 性能优化 纹理管理 实例化渲染 着色器
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支持Shader的Direct3D9应用程序透明并行化
3
作者 刘真 石教英 +1 位作者 熊华 彭浩宇 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1673-1681,共9页
根据图形处理器的最新可编程单元Vertex Shader和Pixel Shader的体系结构和单机Direct3D9应用程序的执行流程,提出支持Shader的Direct3D9应用程序在图形集群的透明并行化策略.图形集群的节点划分为资源分配和资源绘制节点,资源分配节点... 根据图形处理器的最新可编程单元Vertex Shader和Pixel Shader的体系结构和单机Direct3D9应用程序的执行流程,提出支持Shader的Direct3D9应用程序在图形集群的透明并行化策略.图形集群的节点划分为资源分配和资源绘制节点,资源分配节点通过截取绘制接口将应用程序实时转换为6类绘制资源,包括命令流、Vertex Shader、Pixel Shader、顶点流、索引流和纹理流.资源绘制节点根据绘制资源的描述信息和资源数据重构出Direct3D9的绘制命令.图形集群中的所有绘制节点都保留全部的绘制资源,并且通过计算基于多流模式场景数据在屏幕空间的包围盒进行绘制任务划分.实验证明,使用,这种策略完全可以实现支持Shader的Direct3D9应用程序透明并行化.相对于单机绘制,基于图形集群的并行图形绘制不仅提高绘制性能而且得到较高绘制加速比. 展开更多
关键词 shader Direct3D9 图形集群 多屏拼接 绘制资源 截取 重构 任务划分
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基于高级渲染器Renderman的shader方法与应用
4
作者 张静 谈国新 李蓉 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2008年第11期223-226,共4页
在三维动画制作过程中,材质是视性属性的综合体现,是表现视觉艺术效果的关键之一。Renderman是一款在好莱坞的动画片中广泛应用,技术成熟并提供接口扩展的一流渲染器。阐述了利用Renderman的rsl语言编写shader的原理、方法和实践,并且... 在三维动画制作过程中,材质是视性属性的综合体现,是表现视觉艺术效果的关键之一。Renderman是一款在好莱坞的动画片中广泛应用,技术成熟并提供接口扩展的一流渲染器。阐述了利用Renderman的rsl语言编写shader的原理、方法和实践,并且给出了利用几何理论、分形理论、物理学等知识结合运用,在三维动画片《7℃》中,用Renderman中几个材质制作应用实例,特别是完整地给出了一种丝绸材质算法。 展开更多
关键词 RENDERMAN 材质 纹理 湍流函数 分数布朗运动
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基于OpenGL着色器和双缓存的雷达航迹高效显示方法
5
作者 刘建新 明亮 +1 位作者 张霆 赵立营 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第1期36-38,共3页
随着雷达航迹容量与日俱增,雷达显控软件的显示效率成为亟待解决的问题,同时国产化硬件平台也给显示效率带来了更大的挑战。文中提出了一种基于OpenGL着色器的雷达航迹高效显示方法,该方法利用双缓存和着色器技术,充分发挥显卡的并行处... 随着雷达航迹容量与日俱增,雷达显控软件的显示效率成为亟待解决的问题,同时国产化硬件平台也给显示效率带来了更大的挑战。文中提出了一种基于OpenGL着色器的雷达航迹高效显示方法,该方法利用双缓存和着色器技术,充分发挥显卡的并行处理能力,大大提升了显示效率。该方法已在实际项目中得到应用并获得了较好的评价,具有良好的使用效果和推广价值。 展开更多
关键词 雷达显控 着色器 双缓存 航迹显示
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虚拟奥运博物馆中的场景建模 被引量：2
6
作者 刘厚泉 李忠福 +3 位作者 袁海波 潘卫敏 刘剑锋 潘志庚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期288-290,293,共4页
分布式虚拟现实技术逐渐发展成熟,并成功应用到各个领域。结合虚拟奥运博物馆项目,对系统实现过程中的建模技术进行了讨论,着重介绍了虚拟场景的构造、实现,以及如何针对实时绘制进行建模过程中的特殊处理,并给出了一些实验结果。
关键词 数字奥运 场景建模 FX shader 模型优化
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一种图形加速器和着色器的体系结构 被引量：31
7
作者 韩俊刚 蒋林 +6 位作者 杜慧敏 曹小鹏 董梁 孟李林 赵全良 殷诚信 张军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期363-372,共10页
为了适应智能手机和网本机对于图形加速器的需求,提出一种二维图形加速器和三维像素着色器的体系结构.该体系结构包括自主设计的VLIW指令集和可重组的数据驱动流水线.针对通常将图像帧划分成多个块,且每块由一个微引擎处理的方法可能造... 为了适应智能手机和网本机对于图形加速器的需求,提出一种二维图形加速器和三维像素着色器的体系结构.该体系结构包括自主设计的VLIW指令集和可重组的数据驱动流水线.针对通常将图像帧划分成多个块,且每块由一个微引擎处理的方法可能造成微引擎的负载不均衡的问题,采用按扫描行分配的并行存储和处理结构,其中每个扫描行的处理任务按照需要动态地分配给微引擎.为了评估和实现该体系结构,建立了性能仿真平台、系统仿真平台和RTL仿真平台,并用C++语言编写性能仿真平台评估了该体系结构对性能的影响.模拟实验结果表明,新颖的存储/任务映射方法可以充分地利用处理器资源,降低存储访问的冲突,有利于改善并行处理的可扩展性.文中还讨论了自主设计的图形产生器、图像变换器和VLIW微引擎的结构以及相关的图形硬件加速算法. 展开更多
关键词 GPU 图形硬件加速器 着色微引擎
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实时绘制带斑纹的毛发 被引量：5
8
作者 杨刚 费广正 吴恩华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期1244-1249,共6页
提出一种将reaction diffusion过程纹理与Lengyel的毛发绘制算法相结合 ,实时生成带有斑纹的毛发的方法 利用vertexshader和 pixelshader等硬件扩展功能对Lengyel方法进行了改进 ,不但提高了绘制速度 。
关键词 毛发绘制 反应-扩散 顶点绘制器 像素绘制器 毛发光照计算
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基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化 被引量：10
9
作者 笪良龙 杨廷武 +1 位作者 李玉阳 卢晓亭 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期2422-2425,共4页
在科学计算可视化中,由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息,所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器(FragmentShader)技术,在当前主流PC机上,实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据... 在科学计算可视化中,由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息,所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器(FragmentShader)技术,在当前主流PC机上,实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中,能够实时生成高质量的体可视化图像。 展开更多
关键词 直接体可视化 三维纹理 片段着色器 阴影渲染
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基于GPU的近似软影实时绘制 被引量：12
10
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制线性... 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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自主机器人的快速激光雷达仿真算法研究 被引量：2
11
作者 李白云 赵春霞 张浩峰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第16期5075-5079,共5页
针对机器人和自主车辆仿真系统开发的需要,提出一种改进的基于硬件加速的更快速和准确的激光雷达仿真算法。该算法具有速度快,精度高的特点。通过利用新的渲染硬件特性,还能有效地降低渲染的开销,其速度和精度可以满足实时仿真系统的需... 针对机器人和自主车辆仿真系统开发的需要,提出一种改进的基于硬件加速的更快速和准确的激光雷达仿真算法。该算法具有速度快,精度高的特点。通过利用新的渲染硬件特性,还能有效地降低渲染的开销,其速度和精度可以满足实时仿真系统的需要,能够用于离线仿真系统,降低算法的试验成本。在最后给出了实验的结果,并给出了详细的数据分析。 展开更多
关键词 计算机仿真 自主机器人 虚拟试验 计算机图形学 激光雷达 shader
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面向移动设备的3D图形处理器设计 被引量：8
12
作者 杨毅 郭立 +1 位作者 史鸿声 郭安泰 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2009年第8期1668-1674,共7页
提出一种面向移动设备的3D图形处理器的设计方法,从图形算法和硬件架构两个层次进行优化.对图形算法进行C语言的仿真模拟,并设计高效的具有并行和流水线结构的图形处理器架构.该架构采用定点的数据通道,拥有一个可编程的顶点处理器和基... 提出一种面向移动设备的3D图形处理器的设计方法,从图形算法和硬件架构两个层次进行优化.对图形算法进行C语言的仿真模拟,并设计高效的具有并行和流水线结构的图形处理器架构.该架构采用定点的数据通道,拥有一个可编程的顶点处理器和基于像素块的光栅扫描转换模块,降低电路复杂度的同时提高了整体性能.该设计已经在FPGA上验证,并给出了实验结果.实验结果显示该图形处理器结构可以满足移动设备的图形应用要求,具有可行性. 展开更多
关键词 图形处理器 可编程顶点处理器 光栅阶段 FPGA验证
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一种湖面波浪模拟的方法 被引量：4
13
作者 李云飞 程甜甜 何伟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期7507-7510,共4页
自然景观的模拟一直是计算机图形学的热点问题,特别是以波浪为代表的流体视觉仿真。以实际项目为研究背景,将Johanson提出的投影网格法用于湖面建模,以改进了的Perlin噪声作为高度场的激励源,采用基于费涅尔系数的水面光照渲染,比较真... 自然景观的模拟一直是计算机图形学的热点问题,特别是以波浪为代表的流体视觉仿真。以实际项目为研究背景,将Johanson提出的投影网格法用于湖面建模,以改进了的Perlin噪声作为高度场的激励源,采用基于费涅尔系数的水面光照渲染,比较真实地模拟了太湖湖面的波浪场景。同时利用顶点着色器和像素着色器(基于GPU的编程)强大的图形处理功能,极大地提高了太湖湖面波浪的生成速度,在网格为256*256,图像大小为1024*768的情况下,刷新频率达到了80帧以上,满足了实时性的要求。 展开更多
关键词 投影网格 PERLIN噪声 费涅尔系数 顶点着色器 像素着色器
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GPU实时构建四叉树的快速地形渲染算法 被引量：18
14
作者 李白云 赵春霞 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期2259-2264,共6页
针对传统四叉树场景渲染CPU占用率高、带宽开销大的缺陷,提出一种适合于GPU实现的四叉树场景分割和渲染算法.利用纹理和像素着色器实时构建四叉树,使用几何着色器实现GPU对四叉树的遍历和场景分割;针对已有的动态构建算法中裂缝消除算... 针对传统四叉树场景渲染CPU占用率高、带宽开销大的缺陷,提出一种适合于GPU实现的四叉树场景分割和渲染算法.利用纹理和像素着色器实时构建四叉树,使用几何着色器实现GPU对四叉树的遍历和场景分割;针对已有的动态构建算法中裂缝消除算法难以用GPU实现的缺点,通过在四叉树构建中引入"过渡集"的概念,有效地消除了不同分辨率层次之间可能出现的裂缝.实验结果证明,与传统的动态构建算法相比,文中算法易于GPU实现,无需CPU干预,并降低了带宽开销,可以达到较高的帧速率. 展开更多
关键词 GPU 四叉树场景分割 地形渲染 细节层次 像素着色器 几何着色器
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MIGPU-9多核交互式图形处理器的设计 被引量：11
15
作者 邓军勇 李涛 +8 位作者 蒋林 韩俊刚 杜慧敏 沈绪榜 黄光新 常立博 山蕊 黄虎才 马栋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1468-1478,共11页
鉴于图形处理器的应用日趋广泛,多核SoC的研究日益迫切,设计了一款多核交互式图形处理器MIGPU-9及其完整的软件系统.为了兼顾编程灵活性和计算高效性,设计了具有专用指令的前端处理器FEP、支持定点/浮点运算与函数求值器的顶点染色处理... 鉴于图形处理器的应用日趋广泛,多核SoC的研究日益迫切,设计了一款多核交互式图形处理器MIGPU-9及其完整的软件系统.为了兼顾编程灵活性和计算高效性,设计了具有专用指令的前端处理器FEP、支持定点/浮点运算与函数求值器的顶点染色处理器VSP、双模式的剪裁投影处理器PCPTC,以及数个像素染色处理器PSP等共计9个微处理器核;MIGPU-9将这9个具有不同功能和不同结构的微处理器核以及各种专用加速电路以双轨握手的流水线形式集成到一块XC6VLX550T FPGA上,实现了图形处理任务在不同处理器核及专用电路上的并行计算.测试结果表明,MIGPU-9支持OpenGL2.0和DirectDraw,像素填充率最高可达40 M/s,电路规模超过527万门. 展开更多
关键词 多核染色器 图形处理器 硬件流水线 操作并行
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基于GPU的医学图像快速面绘制 被引量：4
16
作者 刘磊 冯前进 +1 位作者 王文辉 陈武凡 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第32期189-191,229,共4页
提出了一种医学图像快速面绘制的方法,该方法将新一代图形处理器GeForce 8800的特性和MC(Marching Cubes)算法相结合。利用几何着色器的数据批处理能力在每个立方体中提取等值面并生成三角形带;在片段着色器上采用Phong光照模型对生成... 提出了一种医学图像快速面绘制的方法,该方法将新一代图形处理器GeForce 8800的特性和MC(Marching Cubes)算法相结合。利用几何着色器的数据批处理能力在每个立方体中提取等值面并生成三角形带;在片段着色器上采用Phong光照模型对生成三角形渲染显示。建模和显示过程均在GPU上完成,对CPU的依赖低。实验表明,在保证绘制效果的前提下,该方法可在通用PC平台上实现大小为512×512×400的CT数据的实时建模,有很好的实用价值。 展开更多
关键词 GPU GeForce 8800 几何着色器 MARCHING Cubes(MC) 医学图像 GLSL
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基于GPU粒子系统的大规模雨雪场景实时模拟 被引量：11
17
作者 刘小玲 杨红雨 郭虎奇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第6期2398-2401,2436,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 图形处理器 粒子系统 几何着色器 雨雪特效
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基于GPU的地下管线三维可视化建模研究 被引量：4
18
作者 刘浩 赵文吉 +2 位作者 段福洲 曹巍 潘李亮 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第18期145-148,共4页
地下管线的三维建模与可视化是构建"数字城市"的重要内容,总结现有地下管线实时建模算法的不足,提出一种利用GPU编程实现的地下管线实时三维可视化建模算法。利用现代GPU的可编程特性将管线建模的计算任务全部移植到GPU端完成... 地下管线的三维建模与可视化是构建"数字城市"的重要内容,总结现有地下管线实时建模算法的不足,提出一种利用GPU编程实现的地下管线实时三维可视化建模算法。利用现代GPU的可编程特性将管线建模的计算任务全部移植到GPU端完成,CPU端只需传入管径和管线节点坐标,利用GPU提供的几何着色器完成管线模型的顶点坐标计算、管线顶点数据自动生成及管线三角网构建等工作,并通过光照和纹理映射实现管线材质的真实感效果。实验结果表明,该算法克服了现有建模算法的缺陷,能够在保证管线拟合逼真度的基础上完成大规模管网系统三维实时可视化建模的任务。 展开更多
关键词 地下管线 三维建模 图形处理器（GPU） 几何着色器
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基于材质的实时渲染场景组织技术 被引量：5
19
作者 周炜 葛娟 +1 位作者 刘浏 李华 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期819-824,共6页
为了提高图形渲染程序的性能,根据统一脚本核心硬件的特征,提出一种在材质空间进行二次排序的场景组织算法.首先在硬件抽象层扩展了材质的定义;然后根据扩展的材质定义重新组织场景中的对象,再在材质空间中对物体进行二次排序;最后把排... 为了提高图形渲染程序的性能,根据统一脚本核心硬件的特征,提出一种在材质空间进行二次排序的场景组织算法.首先在硬件抽象层扩展了材质的定义;然后根据扩展的材质定义重新组织场景中的对象,再在材质空间中对物体进行二次排序;最后把排序好的对象发送给图形渲染线进行渲染输出.该算法在不改变图像渲染质量的前提下,可以极大地加快图像的渲染速度.实验结果表明,文中算法可较大地提高图形渲染程序的性能. 展开更多
关键词 实时渲染 真实感图形学 统一脚本核心 渲染物体组织
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基于图形处理器的海浪仿真研究 被引量：5
20
作者 杜莹 武玉国 王晓明 《海洋测绘》 2005年第3期12-16,共5页
提出了一种新的海浪数学模型构造算法,利用基本噪音函数构建Perlin噪音函数,并利用Perlin噪音函数生成的高度场为海浪中的水质点提供高度采样源。同时针对海浪仿真中计算量大的问题,以及依赖CPU完成图形运算的不足,提出用图形处理器(GPU... 提出了一种新的海浪数学模型构造算法,利用基本噪音函数构建Perlin噪音函数,并利用Perlin噪音函数生成的高度场为海浪中的水质点提供高度采样源。同时针对海浪仿真中计算量大的问题,以及依赖CPU完成图形运算的不足,提出用图形处理器(GPU)中的顶点着色器和像素着色器实现海浪的仿真,以平衡CPU和GPU的负载,确保仿真实时和逼真的视觉效果。 展开更多
关键词 海浪仿真 图形处理器Perlin噪音函数 顶点着色器 像素着色器
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