基于可编程图形加速硬件的实时光线投射算法 被引量：6

1

作者 张怡 张加万 +1 位作者 孙济洲 柯永振 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第18期4204-4208,共5页

为了在保证绘制图像质量的基础上将体绘制算法的绘制速度提高至实时,提出一种基于可编程图形加速硬件(GPU)的光线投射算法实现(GRC,GPU-based Ray Casting)。GRC在可编程GPU中进行重采样和分类,使用矩阵逆运算以降低重采样坐标的计算复... 为了在保证绘制图像质量的基础上将体绘制算法的绘制速度提高至实时,提出一种基于可编程图形加速硬件(GPU)的光线投射算法实现(GRC,GPU-based Ray Casting)。GRC在可编程GPU中进行重采样和分类,使用矩阵逆运算以降低重采样坐标的计算复杂度,使用后分类技术以降低算法的空间复杂度。实验表明:对于2563规模的体数据,GRC能够在保证图像质量的基础,以超过30fps的速度进行绘制。 展开更多

关键词 体绘制 光线投射 可编程图形硬件 实时绘制

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基于图形硬件的纹理图像编码与实时绘制算法 被引量：9

2

作者 汤颖 张宏鑫 张美玉 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期272-280,共9页

真实感绘制对于细节的要求越来越高,应用程序通常采用多幅或大幅分辨率很高的纹理图像,有限的内存空间就成了一个制约的瓶颈.针对纹理图像的特点和可编程图形硬件的特殊要求,该文提出了一种新的面向绘制的编码算法——增量式纹理编码算... 真实感绘制对于细节的要求越来越高,应用程序通常采用多幅或大幅分辨率很高的纹理图像,有限的内存空间就成了一个制约的瓶颈.针对纹理图像的特点和可编程图形硬件的特殊要求,该文提出了一种新的面向绘制的编码算法——增量式纹理编码算法及相应的解压绘制算法,有效地解决了纹理存储容量和真实感之间的矛盾,并利用可编程图形硬件实现了实时解压绘制.该算法在图像压缩编码过程中,动态添加码表内容,只有当已有码表内容不能表示当前图像区域时,才增加码表内容.这种方法不仅能够对于自相似性较强的纹理图像取得很高的压缩比,而且由于码表的动态更新特性,可以对图像序列进行流式编码.在绘制纹理时,该算法充分利用了现有可编程图像硬件的特性,实现了实时解压绘制.文中分别对于静态图像和动态图像序列进行了实验,结果显示,此方法能灵活有效地对各类纹理图像进行编码. 展开更多

关键词 纹理图像 图像编码 可编程图形硬件

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图形硬件加速的实时水面绘制 被引量：2

3

作者 方建文 于金辉 马文龙 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第15期86-88,共3页

实时生成具有真实感效果的水面是计算机图形学中的研究热点和难点之一。文章介绍了一个利用可编程图形硬件来实现水面实时生成和绘制的系统,绘制过程主要分两个方面:水面的建模和水面光照效果的实现。通过基于空间域的快速傅立叶变换技... 实时生成具有真实感效果的水面是计算机图形学中的研究热点和难点之一。文章介绍了一个利用可编程图形硬件来实现水面实时生成和绘制的系统,绘制过程主要分两个方面:水面的建模和水面光照效果的实现。通过基于空间域的快速傅立叶变换技术来实现水面的建模,通过凹凸纹理贴图和投影纹理技术来实现水面的反射、折射和菲涅耳等水面光照效果。绘制过程主要在图形处理器中实现,从而保证了算法的实时性。在现有的PC机和可编程图形硬件加速卡上能达到每秒30帧以上的绘制速度。 展开更多

关键词 水面生成 实时绘制 可编程图形硬件

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一种基于GPU硬件加速计算的辐射度实现方法 被引量：6

4

作者 胡伟 秦开怀 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期945-950,共6页

提出一种新的基于GPU(graphicsprocessingunit)的辐射度方法.该方法利用可编程图形处理单元GPU的并行计算能力,将辐射度方法中形状因子计算以及线性方程组求解的全过程完全在可编程图形硬件中完成,避免了原有基于GPU的辐射度方法需要CP... 提出一种新的基于GPU(graphicsprocessingunit)的辐射度方法.该方法利用可编程图形处理单元GPU的并行计算能力,将辐射度方法中形状因子计算以及线性方程组求解的全过程完全在可编程图形硬件中完成,避免了原有基于GPU的辐射度方法需要CPU参与的问题,绕开了计算机主内存与GPU纹理内存之间数据交换的瓶颈;在基于半立方体法的形状因子计算和绘制过程中,解决了基于GPU硬件加速的遍历、分类和累加问题.此外,该方法采用新的矩阵和向量在GPU中的存储方法,利用GPU实现Jacobi迭代法快速求解线性方程组.实验结果证明,该方法能够快速有效地实现辐射度的计算和绘制. 展开更多

关键词 辐射度 可编程图形硬件 GPU

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基于流的实时碰撞检测算法 被引量：33

5

作者 范昭炜 万华根 高曙明 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期1505-1514,共10页

实时碰撞检测是计算机图形应用中不可或缺的问题之一,复杂物体间的实时碰撞检测至今仍未能得以很好的解决.高性能可编程图形硬件的出现,正在改变着通用计算仅能由CPU完成的传统观念.探索性地采用了可编程图形硬件来解决复杂物体间的实... 实时碰撞检测是计算机图形应用中不可或缺的问题之一,复杂物体间的实时碰撞检测至今仍未能得以很好的解决.高性能可编程图形硬件的出现,正在改变着通用计算仅能由CPU完成的传统观念.探索性地采用了可编程图形硬件来解决复杂物体间的实时碰撞检测问题.通过将两个任意物体间的碰撞检测计算映射到图形硬件以有效利用图形硬件的并行架构,由实时绘制过程快速产生碰撞检测结果.为此,算法首先将碰撞检测问题转化为一组线段集合与三角形的求交问题,以实现碰撞检测算法向可编程图形硬件的迁移.在对算法复杂度进行理性分析的基础上,给出了两种有效的优化技术以提升算法效率.实验结果表明,与现有的图像空间碰撞检测算法相比,该算法在效率、精确性和实用性方面具有明显优势. 展开更多

关键词 实时 碰撞检测 流计算 可编程图形硬件 通用计算

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实时绘制3D中国画效果 被引量：18

6

作者 张海嵩 尹小勤 于金辉 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期1485-1489,共5页

介绍了一个利用可编程图形硬件对 3D山峦模型进行实时水墨效果绘制的系统 首先建立对应于不同层次的一组纹理图像 ,图像中的笔刷纹理按照手工绘画那样非均匀分布并构成明暗变化的纹理序列 系统在运行 ,首先检测山峦模型的位置来确定它... 介绍了一个利用可编程图形硬件对 3D山峦模型进行实时水墨效果绘制的系统 首先建立对应于不同层次的一组纹理图像 ,图像中的笔刷纹理按照手工绘画那样非均匀分布并构成明暗变化的纹理序列 系统在运行 ,首先检测山峦模型的位置来确定它所在的层 ,然后根据山峦模型的光照值对相应的纹理进行混合 ,山峦底部则与背景的云雾图进行混合 。 展开更多

关键词 可编程图形硬件 非真实感绘制 实时绘制 中国山水画

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大规模点模型的实时高质量绘制 被引量：10

7

作者 张龙 董朝 +1 位作者 陈为 彭群生 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期241-249,共9页

提出了一个针对大规模点模型的实时高质量绘制算法.该算法采用距离相关的自适应绘制策略,在不损失绘制质量的前提下简化了计算.在预处理阶段,对点模型进行剖分,为每一分片分别建立层次结构,并序列化为线性二叉树保存.绘制时,首先根据每... 提出了一个针对大规模点模型的实时高质量绘制算法.该算法采用距离相关的自适应绘制策略,在不损失绘制质量的前提下简化了计算.在预处理阶段,对点模型进行剖分,为每一分片分别建立层次结构,并序列化为线性二叉树保存.绘制时,首先根据每片的包围盒和法向等信息进行快速视域裁剪与背面剔除.对于可见的分片,依据它与视点的距离和视线方向,选择恰当的细节层次,直接取出线性二叉树中对应的点几何数据,自适应地选择最合适的绘制模式对其进行绘制.为了减少存储空间的消耗,该文提出了一种面向保留模式图形硬件加速的点模型压缩和解压缩算法,压缩比例达到8∶1.作者在可编程图形硬件中实现了该文算法,在普通微机上实现了百万数量级点模型的实时高质量绘制. 展开更多

关键词 基于点的建模与绘制 实时绘制 可编程图形硬件

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基于数据修正的实时阴影反走样算法 被引量：9

8

作者 赵乃良 陈艳军 潘志庚 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期1130-1135,共6页

基于百分比渐近滤波(PCF)算法,提出一种改进的实时阴影反走样算法———数据修正PCF算法,其主要思想是在双线性插值滤波前对插值的数据进行必要的修正,从而消除阴影中的一些锯齿形走样现象.该算法利用像素渲染器PS 2.0在图形硬件上实现... 基于百分比渐近滤波(PCF)算法,提出一种改进的实时阴影反走样算法———数据修正PCF算法,其主要思想是在双线性插值滤波前对插值的数据进行必要的修正,从而消除阴影中的一些锯齿形走样现象.该算法利用像素渲染器PS 2.0在图形硬件上实现.从实例图片可以看出,文中算法产生的许多阴影边界走样现象得到了明显的改善. 展开更多

关键词 阴影 反走样 阴影图 双线性滤波 可编程图形硬件

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基于深度纹理的实时碰撞检测算法 被引量：9

9

作者 王季 翟正军 蔡小斌 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期59-63,68,共6页

结合层次包围盒和基于图形硬件的方法,以带深度纹理的包围盒替代物体的几何模型,利用图形硬件在纹理映射时进行深度比较,以实现碰撞检测.实验结果表明,与CULLIDE算法相比,文中算法执行效率更高且执行时间固定,具有较高的实时性.

关键词 碰撞检测 深度纹理 实时 可编程图形硬件

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基于GPU的水面实时渲染算法 被引量：10

10

作者 王道臣 万旺根 +1 位作者 唐经洲 陈华杰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第20期233-234,237,共3页

提出基于可编程图像硬件实时生成真实水面的渲染方法,通过实现水面建模、水面折射和反射完成整个渲染过程。在正弦波叠加的同时,利用2个凹凸纹理实现水面的动画效果,通过实时纹理映射技术实现水面的反射、折射和菲涅尔等水面光照效果。... 提出基于可编程图像硬件实时生成真实水面的渲染方法,通过实现水面建模、水面折射和反射完成整个渲染过程。在正弦波叠加的同时,利用2个凹凸纹理实现水面的动画效果,通过实时纹理映射技术实现水面的反射、折射和菲涅尔等水面光照效果。实验证明该算法能够很好地满足人们对真实感和实时性的要求,适用于虚拟现实中真实水面的生成。 展开更多

关键词 可编程图形硬件 渲染 虚拟现实

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GPU加速的二维流体实时流动仿真 被引量：5

11

作者 佟志忠 姜洪洲 韩俊伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期278-284,共7页

Stable Fluids是计算机图形学领域标准的流体仿真技术,但其存在一定的数值耗散.针对这一问题,将计算流体动力学领域(CFD)成熟的SMAC法移植到计算机图形学领域,结合CFD领域合理的边界条件处理及其相关技术进行二维流体的实时流动模拟.基... Stable Fluids是计算机图形学领域标准的流体仿真技术,但其存在一定的数值耗散.针对这一问题,将计算流体动力学领域(CFD)成熟的SMAC法移植到计算机图形学领域,结合CFD领域合理的边界条件处理及其相关技术进行二维流体的实时流动模拟.基于2种技术在可编程图形硬件(GPU)上进行Kárman漩涡以及叶轮机械叶片尾流等算例仿真,试验表明SMAC法具有更强的视觉真实感和物理真实感,是纯CFD技术的移植和加速,因而具有一定的工程价值;所采用的噪声纹理混合技术能够准确反映流体流动的物理细节,适用于计算机图形学领域,并可应用于矢量场的数据可视化. 展开更多

关键词 流体流动仿真 实时 可编程图形硬件 Stable FLUIDS SMAC NAVIER-STOKES方程

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基于球深度纹理的实时碰撞检测算法 被引量：4

12

作者 王季 翟正军 蔡小斌 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2503-2506,共4页

基于包围球技术的方法是碰撞检测的常用方法之一,其算法虽然简单高效但检测精度低。结合包围球和基于图形硬件方法的优点,以带深度纹理的包围球替代物体的几何模型,利用图形硬件在纹理映射时进行深度比较以实现碰撞检测。试验表明,与CUL... 基于包围球技术的方法是碰撞检测的常用方法之一,其算法虽然简单高效但检测精度低。结合包围球和基于图形硬件方法的优点,以带深度纹理的包围球替代物体的几何模型,利用图形硬件在纹理映射时进行深度比较以实现碰撞检测。试验表明,与CULLIDE算法相比算法执行效率更高,且执行时间固定,从而具有较高的实时性。 展开更多

关键词 碰撞检测 深度纹理 实时性 可编程图形硬件

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基于GPU的实时景深模拟 被引量：5

13

作者 黄蓝枭 卢光辉 +1 位作者 何明耘 蔡洪斌 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第10期3045-3047,共3页

在研究透镜成像模型与针孔成像模型的基础上,在计算机三维场景成像中实时地模拟出景深效果。算法利用了MRT(multiple render targets)技术及GPU的可编程性,在渲染时将场景存为纹理,并输出了像素的深度值和模糊因子,利用模糊因子计算每... 在研究透镜成像模型与针孔成像模型的基础上,在计算机三维场景成像中实时地模拟出景深效果。算法利用了MRT(multiple render targets)技术及GPU的可编程性,在渲染时将场景存为纹理,并输出了像素的深度值和模糊因子,利用模糊因子计算每像素模糊圈大小并对图像进行滤波,最终在模糊圈内对清晰图像和模糊图像进行融合,模拟出景深效果。以一个场景的景深模拟为例,展示了不同聚焦时的景深效果。 展开更多

关键词 景深 虚拟现实 实时性 可编程图形硬件

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改进的实时反走样透视阴影图算法及实现 被引量：3

14

作者 吴婷 程亚奇 张延军 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第10期3435-3437,3469,共4页

为解决透视阴影图算法中,物体被非线性比例导致愈加明显的自阴影或表面波纹现象,提出一种基于GPU的实时反走样透视阴影图改进算法。该算法结合透视阴影图算法以及D.Weiskopf的dual depth layers算法,通过采用GPU深度剥离技术采样场景的... 为解决透视阴影图算法中,物体被非线性比例导致愈加明显的自阴影或表面波纹现象,提出一种基于GPU的实时反走样透视阴影图改进算法。该算法结合透视阴影图算法以及D.Weiskopf的dual depth layers算法,通过采用GPU深度剥离技术采样场景的双层深度值信息,并引入自适应偏移量zbias来计算场景的深度偏移量。该算法采用C语言实现,同时使用GPU顶点渲染器和像素渲染器编程有效避免程序复杂度。实验结果表明,该改进算法较好解决了透视阴影图的自阴影问题,提高了渲染阴影质量。 展开更多

关键词 阴影图 深度偏移 反走样 可编程图形硬件 深度剥离

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基于GPU的实时光线投射算法 被引量：1

15

作者 何晶 陈家新 黎蔚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第9期40-42,共3页

介绍了一种基于GPU(可编程图形处理单元)的快速实时光线投射算法。为满足大规模体数据集的绘制要求,利用当前GPU的新特性,直接将体数据作为纹理载入显存,采用预积分分类方法在GPU中对体数据进行重采样和分类,避免了计算机主内存与GPU纹... 介绍了一种基于GPU(可编程图形处理单元)的快速实时光线投射算法。为满足大规模体数据集的绘制要求,利用当前GPU的新特性,直接将体数据作为纹理载入显存,采用预积分分类方法在GPU中对体数据进行重采样和分类,避免了计算机主内存与GPU纹理内存之间数据交换的瓶颈问题;利用硬件支持的三维纹理和片元着色器,实时计算每个体素的梯度,实现高质量的光照,保证高质量的图像绘制效果。实验结果表明该方法在医学三维数据场可视化中,能够实时、高效地生成高质量的交互式体可视化图像。 展开更多

关键词 光线投射 可编程图形硬件 片段着色器 三维纹理

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基于层渲染的CSM 被引量：1

16

作者 郝钰 李毅 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第10期3882-3886,共5页

为在大规模场景中产生良好的阴影效果,提出一种基于层的改进型CSM(级联阴影图)算法,通过GPU(可编程图形处理硬件)、几何着色器和层渲染的使用,分割视椎体,对每个视椎体生成阴影图,渲染阴影,解决传统的单Pass阴影图算法的走样问题和多Pas... 为在大规模场景中产生良好的阴影效果,提出一种基于层的改进型CSM(级联阴影图)算法,通过GPU(可编程图形处理硬件)、几何着色器和层渲染的使用,分割视椎体,对每个视椎体生成阴影图,渲染阴影,解决传统的单Pass阴影图算法的走样问题和多Pass的阴影图算法CSM由于多Pass的原因使得应用的帧率几乎是以Pass数线性降低,而限制了其在大规模场景中应用的问题。实验结果表明该方法在大规模仿真系统(塔台模拟系统)下能够高效真实的渲染出阴影效果,有较高的绘制效率和真实感。 展开更多

关键词 可编程图形处理硬件 级联阴影图 几何着色器 层渲染 阴影图算法

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