检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2011年第8期22卷 1927-1933页

作者：黄梦成刘芳刘学慧吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系中国澳门中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心北京100190 中国科学院研究生院北京100049

提出一种顺序独立透明现象的单遍高效绘制算法.首先设计了一个基于计算统一设备架构(compute unified device architecture,简称CUDA)的可编程渲染器.该系统采用扫描线算法光栅化场景,为每个像素生成多个对应的片元,同时,在GPU(graphics... 详细信息

提出一种顺序独立透明现象的单遍高效绘制算法.首先设计了一个基于计算统一设备架构(compute unified device architecture,简称CUDA)的可编程渲染器.该系统采用扫描线算法光栅化场景,为每个像素生成多个对应的片元,同时,在GPU(graphics processing unit)的全局内存上为每个像素分配一个数组,以存储其相应的片元.基于这个框架,提出了两种并发的片元收集及排序策略,以单遍高效地绘制顺序独立的透明现象.第1种策略利用CUDA的原子操作符atomicMin收集各个像素上对应的所有片元并按深度动态排序,在后处理中片元即可按序逐一融合;第2种策略采用CUDA的原子操作符atomicInc按光栅化顺序收集所有片元,然后在后处理中按深度排序后再逐一融合.实验结果表明,与基于传统图形管线的经典深度剥离方法相比,该方法可以更高效地绘制顺序独立的透明现象,同时生成正确的绘制效果.

关键词：图形处理器计算统一设备架构顺序独立的透明现象深度剥离原子操作

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层次结构树木物理运动的实时仿真

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中国图象图形学报 2011年第6期16卷 1112-1120页

作者：杨猛吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系中国澳门中国科学院研究生院北京100049

提出一种在GPU上实现基于力学运动原理的层次结构树木运动的并行仿真技术。该技术通过分析物理运动原理与多层次的矩阵结构(HMSM)算法的并行性,来达到将树木动画在图形硬件CUDA平台上进行加速的目的。首先介绍层次结构树木在外力诸如风... 详细信息

提出一种在GPU上实现基于力学运动原理的层次结构树木运动的并行仿真技术。该技术通过分析物理运动原理与多层次的矩阵结构(HMSM)算法的并行性,来达到将树木动画在图形硬件CUDA平台上进行加速的目的。首先介绍层次结构树木在外力诸如风力等作用下的物理运动原理;然后,针对树木的物理运动以及层次结构叠加算法详细地进行并行性分析;之后着重阐述CUDA框架下树木运动的并行结构设计过程与并行算法的详细设计方法;最后在GPU上执行树木物理运动仿真。实验结果表明,该技术不但能够生成真实感较强的树木动画序列,还能够实时模拟基于物理的树木运动。同时,该技术给计算机动画的加速算法提供了很好的思想。

关键词：树木动画基于物理层级结构 CUDA加速实时

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基于桶内动态融合的透明现象的高效绘制

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计算机辅助设计与图形学学报 2010年第3期22卷 382-387页

作者：刘芳黄梦成刘学慧吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系

基于桶排序的顺序独立透明现象绘制算法,采用桶排序原理将投影收集到同一个像素上的多个片元并排序,当发生桶内片元冲突时会产生错误的绘制结果.为此,提出一种基于桶内动态融合的透明现象的高效绘制算法.此算法采用桶内动态融合和并发读... 详细信息

基于桶排序的顺序独立透明现象绘制算法,采用桶排序原理将投影收集到同一个像素上的多个片元并排序,当发生桶内片元冲突时会产生错误的绘制结果.为此,提出一种基于桶内动态融合的透明现象的高效绘制算法.此算法采用桶内动态融合和并发读/写的方法逐一融合落入同一个桶内的所有片元,并在后处理中按从前向后的顺序融合各个桶内的颜色值.由于同时发生桶内片元冲突和读/写冲突的概率非常小,因而可以大大提高绘制结果的准确性.实验结果表明,与基于桶排序的绘制算法相比,采用文中算法可以更准确地绘制场景,生成与真实结果非常相近的绘制效果,同时算法的效率基本保持不变.

关键词： GPU 多渲染目标缓存最大/最小融合顺序独立的透明现象深度剥离桶排序

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高次幂函数逼近的阴影图反走样算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2010年第1期22卷 10-16页

作者：章曼吕伟伟吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系

针对传统阴影图算法由于阴影贴图分辨率的约束而在阴影的边缘会出现走样现象的问题,提出一种基于高次幂函数逼近的预滤波阴影图反走样算法.该算法使用高次幂函数来逼近传统阴影图中的深度比较函数,并对高次幂函数进行泰勒展开,在展开的... 详细信息

针对传统阴影图算法由于阴影贴图分辨率的约束而在阴影的边缘会出现走样现象的问题,提出一种基于高次幂函数逼近的预滤波阴影图反走样算法.该算法使用高次幂函数来逼近传统阴影图中的深度比较函数,并对高次幂函数进行泰勒展开,在展开的各项上分别进行预滤波;在绘制过程中,利用泰勒展开式计算得到的数值代替传统阴影图中的深度比较函数得到的二值结果,从而实现了对阴影边缘的反走样.实验结果表明,该算法在现有图形硬件中能够达到很好的效果.

关键词：阴影图反走样高次幂函数逼近泰勒展开

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气泡的生成和多种流体的模拟

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计算机辅助设计与图形学学报 2010年第9期22卷 1463-1467页

作者：武小龙吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系

为模拟生活中常见的流体现象,提出一种基于物理原理的气泡生成算法,并将应用于2种不可相溶流体模拟问题的VOF(volume of fluid)方法推广到任意多种不可相溶的流体模拟问题.在气泡生成算法中,通过调整模拟区域速度场的散度值,来模拟在气... 详细信息

为模拟生活中常见的流体现象,提出一种基于物理原理的气泡生成算法,并将应用于2种不可相溶流体模拟问题的VOF(volume of fluid)方法推广到任意多种不可相溶的流体模拟问题.在气泡生成算法中,通过调整模拟区域速度场的散度值,来模拟在气泡生成过程中由于液体和气体之间的状态转变导致的流体体积膨胀.在扩展的VOF方法中,使用物理学中的Skin-Onion方法将描述不同流体界面的多个VOF组合在一起,从而正确地描述任意多种流体问题.气泡生成和多种流体模拟的实验结果表明,采用文中方法可取得较好的视觉效果.

关键词：气泡生成多种流体 VOF方法

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卡通化图像和视频的毛发纹理生成与替换

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计算机辅助设计与图形学学报 2010年第7期22卷 1166-1173页

作者：焦少慧陈昕杨刚吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京林业大学信息学院北京100083 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系

低成本卡通制作中的图像和视频通常缺乏对动物角色毛发效果的表现,为了能对已有图像及视频中的动物角色进行处理,为其增添具备真实感的毛发效果,提出一种毛发风格化算法——卡通化毛发纹理算法.针对卡通中的动物角色合成毛发纹理并进行... 详细信息

低成本卡通制作中的图像和视频通常缺乏对动物角色毛发效果的表现,为了能对已有图像及视频中的动物角色进行处理,为其增添具备真实感的毛发效果,提出一种毛发风格化算法——卡通化毛发纹理算法.针对卡通中的动物角色合成毛发纹理并进行替换,分为图像应用及视频应用2个部分.在图像替换时,对要进行风格化处理的目标区域进行图像结构分析,以获取覆盖目标区域的三角网格,再生成毛发纹元并映射于网格之上,通过绘制纹元来生成具备真实感的毛发效果;在进行视频替换时,提取视频关键帧并基于图像应用算法生成相应的卡通化毛发纹理进行图像替换,之后根据关键帧的替换结果指导整个视频的替换.为了获取随时间变化的图像关键帧目标区域,采用SIFT算法计算特征点在时间轴上的匹配;为了快速合成卡通化毛发纹理,采用基于GPU的光线行进算法加速毛发纹元的体绘制过程.实验结果表明,文中算法可成功地对已有图像及视频的动物角色添加具备真实感的毛发效果.

关键词：毛发风格化卡通化毛发纹理毛发纹元 SIFT

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基于时变纹元的真实感草地枯萎模拟

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软件学报 2010年第9期21卷 2224-2236页

作者：焦少慧杨刚 HENG Pheng-Ann 吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 北京林业大学北京100083 中国科学院深圳先进技术研究院人机交互研究中心广东深圳518067 香港中文大学计算机科学与工程学系中国香港澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系中国澳门

对表示复杂自然物体的纹元(texel)方法进行扩展,提出时变纹元的概念,以模拟草叶、毛发等自然物体随时间而变化的真实感效果.时变纹元内存储着自然物体随时间变化的纹元数据,从而可用于构建时变三维数据场,实现物体时变效果的模拟.采用... 详细信息

对表示复杂自然物体的纹元(texel)方法进行扩展,提出时变纹元的概念,以模拟草叶、毛发等自然物体随时间而变化的真实感效果.时变纹元内存储着自然物体随时间变化的纹元数据,从而可用于构建时变三维数据场,实现物体时变效果的模拟.采用一种纹元变形算法来生成时变纹元,该算法首先将基本纹元结构转化为点模型,然后对点模型进行动态模拟来生成时变数据,再将时变的点模型数据进行转化而得到时变纹元结构.运用时变纹元方法实现了草地随时间逐渐枯萎效果的真实感模拟.为了能够模拟草地枯萎变化过程中真实的形态、材质变化,基于物理学以及生物学原理构建了物理-生物模型来指导草地点模型的动态变化模拟,同时生成草地时变纹元.将所生成的草地时变纹元重复性地映射在地形网格上,就可以实现大规模草地场景枯萎效果的模拟.另外,在时变纹元映射过程中还应用了混合叠加算法来增加草地多样性,并运用LOD算法来提高绘制效率.实验结果表明,采用时变纹元方法可以成功实现草地时变效果的真实感模拟.

关键词：时变纹元纹元变形点模型物理-生物模型时变度

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深度剥离与GPU结合的近似软影算法

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中国图象图形学报 2010年第9期15卷 1391-1397页

作者：孙明彦吕伟伟刘学慧吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系

针对基于阴影图算法扩展的一些近似软影算法中存在的只考虑外半影区而导致的本影区过多估计的问题,提出了一种深度剥离与GPU结合的近似软影实时绘制算法。算法利用GPU的几何着色器来提取场景物体的轮廓边并生成内半影和外半影图元,进而... 详细信息

针对基于阴影图算法扩展的一些近似软影算法中存在的只考虑外半影区而导致的本影区过多估计的问题,提出了一种深度剥离与GPU结合的近似软影实时绘制算法。算法利用GPU的几何着色器来提取场景物体的轮廓边并生成内半影和外半影图元,进而得到整个内外半影颜色图和深度图,最终阴影绘制的时候通过参考阴影图和内外半影图来确定每个可见像素的明暗值,从而得到比以往算法较真实的绘制效果,算法完全在GPU中实现。实验结果表明,对相对不复杂的场景,该算法可以生成较真实的软影效果,且绘制帧率完全达到实时。

关键词： GPU 软影深度剥离几何着色器

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形状空间中模型变化的插值生成

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计算机辅助设计与图形学学报 2009年第7期21卷 943-948页

作者：孟维亮吴金钟吕伟伟吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系澳门

在形状空间中,由三角形网格构成的模型可视为空间中的一个点,可以借助黎曼度量对形状空间进行操作,从而实现对模型的变换.改进了已有的操纵形状空间的方法,根据输入模型顶点的位置变化判断是否需要利用黎曼度量计算插值位置,降低了形状... 详细信息

在形状空间中,由三角形网格构成的模型可视为空间中的一个点,可以借助黎曼度量对形状空间进行操作,从而实现对模型的变换.改进了已有的操纵形状空间的方法,根据输入模型顶点的位置变化判断是否需要利用黎曼度量计算插值位置,降低了形状空间的维数,提高了运算速度.实验结果显示,混合利用线性插值和利用形状空间计算2种方法的生成模型具有良好的效果.

关键词：形状空间黎曼几何测地线变体

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基于GPU的近似软影实时绘制

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计算机辅助设计与图形学学报 2009年第3期21卷 275-281,288页

作者：吕伟伟孟维亮薛盖超吴恩华中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049 澳门大学科学技术学院电脑与资讯科学系中国澳门

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... 详细信息

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.

关键词：软影轮廓边提取几何着色器

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