检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机应用研究 2008年第10期25卷 3045-3047页

作者：黄蓝枭卢光辉何明耘蔡洪斌电子科技大学数字媒体技术研究所成都610054

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... 详细信息

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。

关键词：景深虚拟现实实时性可编程图形硬件

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基于GPU的水面实时渲染算法

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计算机工程 2008年第20期34卷 233-234,237页

作者：王道臣万旺根唐经洲陈华杰上海大学通信与信息工程学院上海200072 南台科技大学电子工程系台湾73502643

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。... 详细信息

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。

关键词：可编程图形硬件渲染虚拟现实

来源：评论

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基于GPU的实时光线投射算法

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计算机工程与应用 2008年第9期44卷 40-42页

作者：何晶陈家新黎蔚河南科技大学电子信息工程学院河南洛阳471003

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... 详细信息

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。

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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纹理映射、合成和压缩

纹理映射、合成和压缩

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作者：汤颖浙江大学

学位级别：博士

纹理技术是计算机图形学中应用最广泛的重要技术之一，在不增加物体表面几何复杂度的情况下，它可以有效模拟和增强景物表面的细节特征。纹理技术在影视娱乐、虚拟仿真、产品设计等领域有着广阔的应用前景。本论文... 详细信息

纹理技术是计算机图形学中应用最广泛的重要技术之一，在不增加物体表面几何复杂度的情况下，它可以有效模拟和增强景物表面的细节特征。纹理技术在影视娱乐、虚拟仿真、产品设计等领域有着广阔的应用前景。本论文重点研究纹理技术的三个关键问题：纹理映射、纹理合成和纹理压缩，主要工作及贡献如下： 1．纹理映射 ●提出了基于伯努力（Bernoulli）嵌入模型的纹理映射方法。该算法假设三维网格和对应二维展平网格上点与点之间的关系，包括距离和相邻等关系，满足Bernoulli分布，通过最小化三维空间和二维空间关系分布函数之间的距离，将三维网格上点与点之间的关系有效地映射到二维参数域上，从而得到扭曲很小的参数化结果。为了保证参数化结果不出现三角形翻转，对上述参数化结果进一步采用基于拉伸（stretch）的优化，只需少数几次迭代就能收敛到扭曲更小的有效参数化结果。 ●提出了基于径向基函数（Radius Basis Function）的带约束纹理映射算。该算法使用径向基函数插值用户给出的一系列约束点，从而得到满足约束条件的具有解析表达形式的纹理映射函数。由于本文选用的径向基函数具有最小化能量的性质，所以生成的纹理映射结果比较光滑。与以往的带约束纹理映射算法相比，该算法计算速度快，且得到精确满足约束条件的映射结果。 2．纹理合成 ●提出了一种新的基于用户控制的纹理合成算法。该方法适用于任意形状的二维平面区域和由三角形组成的任意网格，可方便地控制纹理合成时方向和尺度的连续变化。对于任意平面区域情况，需剖分成较均匀的三角网格，以剖分而得的三角形作为基本的合成单元来进行合成。根据用户在此三角网格上指定一些表示纹理方向和大小的矢量，在三角网格上插值生成矢量场，此矢量场用来控制合成纹理的变化。对于每一块待合摘要成的三角形，提取出检测模板作为合成查找的约束。此算法可以自然扩展到由三角面片构成的任意三维曲面，以三角面片作为合成单元，合成后直接输出每个顶点的纹理坐标。本算法对二维和三维纹理合成给出了统一的实现框架，可以在任意目标区域按照用户的要求生成令人满意的纹理合成效果。 3.纹理压缩 .提出了一种新的针对纹理图像的编码算法—增量式纹理编码算法，并实现了基于可编程图形硬件的实时解压绘制。该算法在图像压缩编码过程中，根据规则对码表内容渐进动态增加，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。对于静态图像和动态图像序列进行的实验结果表明此方法适于灵活有效的对各类纹理图像进行编码。 .为了根据图像不同区域的重要度对图像进行自适应压缩，提出了基于重要度驱动的图像编码算法。该算法根据重要度原则从纹理图像中选取一幅或多幅样图并将这些样图作为码本来压缩纹理，该重要度原则综合考虑了样图的压缩率、人眼对图像不同区域的敏感程度和由参数化引起的纹理拉伸等因素。该算法在压缩纹理的同时可以完全保持与码本对应的重要区域的图像细节和内容。对于单幅图像内不能被样图编码的小部分剩余区域，算法采用矢量量化方法进行压缩;对于动态图像序列内不能使用样图来压缩的区域，则采用上面介绍的可以灵活更新码表的增量式纹理编码算法来进行编码。算法同样利用可编程图形硬件实现了对压缩纹理的实时解压绘制。关键词:纹理映射，参数化，伯努力分布，径向基函数，纹理合成，用户交互，

关键词：纹理映射参数化伯努力分布径向基函数纹理合成用户交互纹理压缩图像编码可编程图形硬件

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改进的实时反走样透视阴影图算法及实现

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计算机工程与设计 2011年第10期32卷 3435-3437,3469页

作者：吴婷程亚奇张延军中国科学院微电子研究所北京100029 中国科学院研究生院北京100049

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***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... 详细信息

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***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。

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PC平台的三维立体医学可视化系统

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中国医疗器械杂志 2007年第1期31卷 10-13页

作者：朱鹏唐慧林毅兴鲍旭东东南大学影像科学与技术实验室江苏南京210096

利用图形硬件的可编程性,实现了一套基于PC平台的高质量实时三维立体医学可视化系统,并在兼顾高质量和实时交互的前提下,将Phong模型体绘制光照、分类、非多边形等值面绘制及立体视觉等功能集成于系统之中。这套医学影像可视化系统已经... 详细信息

利用图形硬件的可编程性,实现了一套基于PC平台的高质量实时三维立体医学可视化系统,并在兼顾高质量和实时交互的前提下,将Phong模型体绘制光照、分类、非多边形等值面绘制及立体视觉等功能集成于系统之中。这套医学影像可视化系统已经在神经外科和整形外科得到应用,提高了外科诊断和手术计划的精确度。

关键词：可视化可编程图形硬件立体视觉

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基于视频流的水墨动画数字实现方法

基于视频流的水墨动画数字实现方法

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作者：赵凡上海大学

学位级别：硕士

当今，非真实感图形学发展迅猛，其在影视、游戏和动画制作等诸多方面有着广泛的应用，特别是水墨艺术的数字实现已成为计算机科学与中国传统艺术相结合的一个新的研究领域，对弘扬中华民族的文化艺术和推进我国数字媒体技术的应用与发... 详细信息

当今，非真实感图形学发展迅猛，其在影视、游戏和动画制作等诸多方面有着广泛的应用，特别是水墨艺术的数字实现已成为计算机科学与中国传统艺术相结合的一个新的研究领域，对弘扬中华民族的文化艺术和推进我国数字媒体技术的应用与发展都有着深远的意义和影响。本文着重就基于视频流的水墨动画数字实现方法进行探索与研究，以突破水墨动画制作的传统方法与繁琐流程的应用瓶颈，为水墨动画制作提供一种新的高效与便捷的方法与途径。\n 在对中国水墨动画特性的深入了解和观察分析，以及调研当下非真实感绘制技术发展和图形处理硬件发展状况的基础上，本文提出了对视频流关键帧图像进行动态轮廓线提取、水墨画风格绘制及帧间补插运算等步骤，最终生成水墨动画的数字实现方法。分析了改进的梯度矢量流场(GVF)动态轮廓线原理，且利用开源计算机视觉库( OpenCV)，实现了图像中物体的轮廓线提取。基于流体动力学模拟技术，提出了一种新的水墨效果渲染方法，利用高级着色器语言和可编程图形硬件处理语言，就图像纹理进行实时水墨渲染，且通过人机交互可以对渲染过程进行控制与干预，以达到具有较好的水墨动态扩散特性的仿真效果。利用帧间骨骼插值算法对处理后的关键帧图像进行帧间补插，以提高水墨动画的生成效率和时续性。\n 同时，就本文提出与建立的基于视频流的水墨动画生成方法进行了系列的仿真实验。实验结果表明，该水墨动画生成方法对简单清晰的视频流可以实现较好的水墨风格化绘制，且还可以对动（静）态文字等进行类似的水墨渲染，实现中国传统书法的仿真效果，具有较广的应用前景。

关键词：水墨动画可编程图形硬件非真实感图形

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游戏引擎中特效的实时渲染技术研究

游戏引擎中特效的实时渲染技术研究

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作者：黄蓝枭电子科技大学

学位级别：硕士

随着中国数字娱乐产业的发展,中国网络游戏也保持着强劲的增长势头,网络游戏的兴盛,是数字娱乐文化发展的一个必然环节,因此3D游戏引擎技术成为计算机图形学研究的热点问题。游戏及虚拟现实等模拟系统都具有感知性、沉浸性、真实性等重... 详细信息

随着中国数字娱乐产业的发展,中国网络游戏也保持着强劲的增长势头,网络游戏的兴盛,是数字娱乐文化发展的一个必然环节,因此3D游戏引擎技术成为计算机图形学研究的热点问题。游戏及虚拟现实等模拟系统都具有感知性、沉浸性、真实性等重要特征,随着计算机硬件水平的不断提高,游戏场景的真实性成为衡量系统性能的一个重要标准。电子科技大学数字媒体研究所研究的“网络游戏公共技术平台关键技术研究”和“支持数字媒体内容创作的集成环境”两个国家863项目,就是对数字媒体技术和游戏引擎技术的一种尝试。结合以上项目,本文研究了在游戏引擎中真实感特效方面的一些关键问题:高动态范围、景深模拟及运动模糊,并在已有的引擎基础上开发了三个特效插件。本文对课题的研究主要集中在以下三个方面。高动态范围技术,是逐渐开始流行的实时绘制技术中的一个热门研究领域,其技术出发点就是让计算机能够显示更接近于现实照片的画面质量。本文从光照模型着手,在GPU上实现了对Phong模型的扩展;接着探讨了高动态范围技术,详细介绍了高动态范围的绘制技术和实现流程,在我们的游戏引擎中以插件形式实现了基于GPU的高动态范围光照系统,增强了视觉真实感。景深是人眼视觉系统中成像的重要特征。本文从光照效果的成像机制,对透镜成像模型与针孔成像模型进行研究,在此基础上提出一种在计算机三维场景成像中实时地模拟出景深效果的算法。算法利用了MRT(Multiple Render Targets)技术及GPU的可编程性,对清晰图像和模糊图像进行融合,实现了实时景深模拟,增强了用户的沉浸感。运动模糊是虚拟环境和3D用户界面真实感的表现之一。本文继续研究光照效果的成像机制,在计算机上模拟真实相机对运动物体的拍摄产生的运动模糊效果。为了提高执行效率,我们将计算转移到了GPU,实现了对运动模糊的实时模拟,并以一个匀速直线运动物体为例,展示了运动模糊系统的模拟效果。在本文的最后,我们将运动模糊与高动态范围光照系统和景深模拟结合,综合展示了三个特效插件的集成运行效果。

关键词：可编程图形硬件高动态范围景深模拟运动模糊

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GPU通用计算在游戏中的应用案例研究

GPU通用计算在游戏中的应用案例研究

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作者：秦晨光中国传媒大学

学位级别：硕士

当今的图形硬件(GPU)有着高度的并行性和很高的存储带宽,这使得GPU比CPU更适合于流处理计算。随着GPU性能和可编程性的提高,基于可编程图形硬件的通用计算成为近些年来图形学领域研究的热点。以往的研究大都针对某一类具体问题,缺乏一... 详细信息

当今的图形硬件(GPU)有着高度的并行性和很高的存储带宽,这使得GPU比CPU更适合于流处理计算。随着GPU性能和可编程性的提高,基于可编程图形硬件的通用计算成为近些年来图形学领域研究的热点。以往的研究大都针对某一类具体问题,缺乏一定的通用性。而NVIDIA的CUDA通用型很强,却只能在NVIDIA的8800上的显卡上运行。本文从图形硬件发展的历史开始,介绍和分析GPU编程模型和数据结构,以及最新GPU在通用计算方面的应用及其技术原理和发展状况。文章提出了一个利用GPU来加速游戏中矢量、矩阵之间基本代数运算应用程序框架。并且给出了在游戏中应用该框架加速渲染水面和人工智能计算的例子。富有挑战性的人工智能可以大大提高游戏的可玩性,给游戏玩家更高一层的浸入感。以往的人工智能计算大都由CPU来完成,随着人工智能算法复杂性的提高,CPU变得不堪重负。利用GPU计算人工智能是一个可行的方案,既可以均衡负载,又可以提高计算速度。本文实现框架在游戏中有着广泛的应用,利用它可以加速游戏AI逻辑的计算,也可以求解微分方程,在游戏中实现基于物理的水面。本文算法的主要贡献和创新点在于如下工作: 本文实现了一个使用GPU计算向量、矩阵代数运算的通用框架,利用纹理表示向量、矩阵等数据结构,完全在GPU上运行。该框架封装了GPU的实现细节,在图形硬件和应用程序之间形成一个抽象层,具有很强的通用型。并且,利用shader model3.0的最新特性,最大限度减少GPU和CPU的通信,改善整体性能。利用GPU加速游戏AI逻辑的计算,能够在游戏中实时进行人工神经网络的测定和训练。利用文章实现的框架求解了二维水波方程,实时渲染出真实感非常高的二维水面。为在游戏中实现基于物理的水面提供了一个可行的方案。对GPGPU的发展前景作出了展望。

关键词：可编程图形硬件实时计算二维水波方程游戏人工智能

来源：评论

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基于GPU硬件加速的医学图像融合研究

基于GPU硬件加速的医学图像融合研究

引用

作者：徐显上海交通大学

学位级别：硕士

医学图像融合是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,是计算机图形学和图象处理在生物医学工程中的重要应用。它涉及数字图象处理、计算机图形学以及医学领域的相关知识。医学图像融合及可视化是一种保存不同成像模式图... 详细信息

医学图像融合是目前的一个研究热点问题,是一个多学科交叉的研究领域,是计算机图形学和图象处理在生物医学工程中的重要应用。它涉及数字图象处理、计算机图形学以及医学领域的相关知识。医学图像融合及可视化是一种保存不同成像模式图像的特征,将其融合在一张图像上显示的图形图像处理技术,它能够反应病变区域空间位置对应关系,以及综合评价病人病理特性,为更有依据的医疗诊断及后续治疗起了相当大的帮助。它在诊断医学、手术规划及模拟仿真、整形及假肢外科、放射治疗规划、解剖教学等应用方向都发挥了重要作用。因此,对医学图像融合的研究,具有重要的学术意义和应用价值。然而过去的图像融合技术,在精度以及计算时间上都不够理想,从而在一些方面上限制了其的应用范围。随着计算机硬件的高速发展,图形处理器(GPU)的计算能力也保持着几何级数的增长趋势,不仅被运用于图形渲染,还凭借着它的出色的浮点计算能力、灵活的可编程性以及并行架构,被越来越多的应于图形学之外的其他通用计算领域,从而形成了一项新的技术——通用图形硬件加速编程(GPGPU)技术。本文研究的主要内容是提出了一种新的多尺度算法——频域非下采样轮廓波变换,从理论上证明了该变换算法,并且研究了GPU在与医学图像分割相关的图形计算和通用计算中的应用技术,包括利用GPU的图形渲染管线进行通用计算的基本思路和技巧,最后将GPU加速与多尺度变换相结合,介绍了基于GPU实现融合算法的具体步骤,并通过实验证明了GPU对于医学图像融合所具有的巨大加速作用。

关键词：医学图像非下采样轮廓波变换多孔算法可编程图形硬件融合技术

来源：评论

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