3D凹凸贴图效果研究及其实现

凹凸贴图是一种使得物体光滑的表面看起来凹凸不平的计算机绘图技术,利用计算机图形学知识探讨了凹凸贴图的生成原理,给出了解决表面不平的实现算法,可以应用在开发各种计算机游戏和动画程序中.     

浅析3D Studio MAX中材质与贴图的基本运用

本文简明介绍了3D Studio MAX材质属性的使用与颜色的调整,分析了Material Editor的基本参数设置;研究了漫反射贴图、凹凸贴图等不同种类贴图的应用;从Track View的角度说明了贴图动画的制作方法.     

基于硬件的点模型绘制

点云模型是一种新兴的物体几何表示方式，基于点的建模与绘制技术是近年来计算机图形学的研究热点之一。随着可编程特性的出现，GPU成为图形学研究中越来越流行的计算平台。以GPU为计算工具，设计了一种适合于GPU处理的类八叉树空间剖分结构，提出了一种新的基于GPU中的点模型光线求交算法，实现了基于GPU的点模型的快速光线跟踪绘制。     

使用GPU编程的工业CT断层图像三维可视化技术

在具有可编程管线的图形处理器（GPU）上重新实现了传统的光线投射算法,将耗时的三线性插值和采样过程放在GPU上进行,以提高绘制速度.首先将体数据映射为三维纹理并将其载入到显存,接着通过对顶点着色程序和像素着色程序的编写将光线进入点、离开点的计算以及图像的合成运算移入GPU中,最后根据不同的采样点颜色混合公式实现不同的绘制效果.本算法通过只绘制一个代理面,避免了使用固定管线的混合操作,从而可通过自定义的混合算法来实现各种复杂的绘制效果.结论：与传统的光线投射算法相比,文中算法可快速重建出质量较高的图像,使实时绘制工业CT断层图像成为了可能.     

基于原创动画短片《阿麦》的UV贴图制作研究

UV贴图制作服务于模型材质环节,对于2D纹理坐标点的定位起到至关重要的作用,UV贴图制作的优良直接影响到动画片的最终视觉效果,在动画制作中起到了极其重要的作用与意义.本文基于原创动画短片《阿麦》UV贴图制作环节,总结归纳了从UV贴图的制作方案分析、方案实施,完整地展示了三维动画UV贴图制作过程.     

基于GPU的对称正定稀疏矩阵复线性方程组迭代算法

提出一种基于图形处理器（GPU）的对称正定稀疏矩阵复线性方程组迭代算法. 首先, 采用基于GPU的共轭梯度法和双共轭梯度法, 实现GPU上的矩阵向量乘操作, 并充分优化相应的算法步骤; 其次, 实现基于GPU的对角元预处理、 不完全Cholesky分解和对称超松弛3种预处理方法, 提出一种基于GPU的求解三角方程组并行算法; 最后, 实验分析各种预处理方法的优劣. 实验结果表明, 该算法较CPU串行迭代算法与经典的直接法速度提升较大, 最高可达到76倍的加速比.     

仿真褶皱材质在3D MAX虚拟现实中的应用

材质是利用3DS MAX制作室内外效果图的重要环节,褶皱材质是3DS MAX材质中的一个分支,它可以体现虚拟物体的仿真效果.文章通过对Bump(凹凸贴图)和Displacement(置换贴图)的探讨,对褶皱材质两种不同的制作方法进行了详细的分析,并为在虚拟现实中制作具有仿真性的褶皱材质提供了解决办法.     

一种基于GPU的地形顶点法向量并行计算方法

为实现三维地形场景实时光照和阴影,采用顶点周围四点高程和GPU(显卡)寄存器绑定方法,借助顶点缓冲区和顶点着色器实时计算顶点法向量,对比主流地形着色算法,实验验证了GPU法向量实时计算效率和显卡兼容性.研究结果表明:地形场景为百万级(1 048 576)三角形时,GPU顶点法向量计算方法具备较高渲染帧率(66帧/s)和较好显卡兼容性.研究结论初步突破了真实感地形需要Normal Map的限制,有利于网络条件下快速高效渲染大规模真实感地形.     

一种八叉树编码加速的3D纹理体绘制算法

针对后分类3D纹理体绘制算法在数据量较大或片元着色程序较复杂时绘制速度较慢的问题,提出了一种基于八叉树编码的加速算法.首先设置八叉树的高度,并根据空间位置对体数据逐层剖分,然后构建八叉树,用八叉树结点来保存生成子块的相关信息,最后遍历八叉树来实现空间跳跃,减少了在体数据内采样生成的片元数量,从而缩短了GPU对片元进行着色、测试、混合等处理的时间.实验结果表明,该算法可应用于不同片元程序的纹理体绘制中,绘制速度均在10帧/s以上,与自适应分块加速算法相比,该算法能获得平均3.7的高加速比.     

最小二乘蒙特卡洛美式期权定价的GPU实现

蒙特卡洛模拟法常用来进行期权定价,但此算法存在运算量过大的问题.利用图形处理器(GPU)超强计算能力实现美式期权定价,在GPU上,首先优化实现了均匀随机数生成器,然后利用Box-Muller随机数转换算法产生随机数,最后优化实现了最小二乘蒙特卡洛模拟法的美式期权模拟定价系统.测试结果表明,GPU实现的最小二乘蒙特卡洛美式期权定价对比CPU的实现加速比最高达到了16.1.利用GPU的编程技术以更小的硬件代价,更高的执行效率,更好地完成由CPU完成的传统任务,较好地解决了蒙特卡洛模拟法运算量过大的问题,充分挖掘了GPU的通用计算潜力.     

带有误差估计式的最优模糊插值系统研究

在具有再生的内积空间中,建立了一种带有逼近误差估计式的最优模糊插值系统,它克服了传统模糊控制器对逼近效果难以预测的缺陷,又保留了模糊揄系统的特点,并讨论了两个特殊的再生核空间的情形,表明该方法是可行的,且易于实现。     

基于VxWorks的中文图形界面开发

研究VxWorks下的图形解决方案、X Window组件的显示资源设置方法以及汉字生成的基本原理,实现图形界面的汉化. 在以X Window为图形用户界面的条件下,通过提取中文字符的点阵信息产生点阵字库,将点阵信息以画点的方式绘制在象图(pixmap)上,将象图赋给组件的标签,从而实现基于VxWorks的中文图形界面. 通过一个嵌入式电子地图的例子说明了该方法的可行性和实用性. 该方法可以普遍适用于其他以X Window为图形环境的操作系统中.     

基于模糊熵和结构特征的边缘检测方法

为了使检测的图像边缘结核定位好,并且产生边续的精细边缘,同时能有效滤除边缘图像中的噪声,提出一种基于模糊熵与边缘结构特征相结合的新的图像边缘检测方法。该方法首先将图像的灰度值特征空间转换为模糊熵特征空间,计算出每个像素在模糊熵特征空间的相异测度,结合3×3 邻域内的12种有效的边缘结构,提取图像中每个像素的结构信息测度图像阵列和方向信息测度图像阵列,然后对结构信息测度图像阵列和方向信息测度图像阵列实施非极大抑制,确定最终的边缘像素图像。实验结果表明该方法所检测出的图像边缘细节丰富,单像素宽,定位准确,有较好的抗噪性。     

考虑鲁棒性的超临界翼型激波控制鼓包减阻研究

本文主要采用CFD方法研究超临界翼型的激波控制鼓包减阻技术,分析了鼓包形状参数对减阻效果和鲁棒性的影响规律.计算结果显示,鼓包的减阻效果受位置影响较大,当鼓包最高点与干净翼型的激波位置相同时减阻效果较好,鼓包高度过高对减阻效果不利,而较长的鼓包可在更大的高度范围内实现减阻.鼓包还可以通过弱化激波,抑制附面层分离,延缓超临界翼型抖振现象的发生.计算结果显示,鼓包减阻技术整体而言工作范围较窄.但经过设计,较长且较低的鼓包可以在较大的升力范围内具有减阻效果,并且减阻效果对形状变化及雷诺数变化不敏感,还能有效提高阻力发散马赫数,鲁棒性要明显优于较短较高的鼓包,具有工程应用的潜力.     

浅析茶馆室内空间设计中地域文化的体现

本文通过对茶馆室内空间装饰、材料、光影、布景等方面设计的分析,研究怎样在现代建筑空间设计中体现传统地域文化。     

Standard映射及其三维扩展在多媒体加密中的应用

混沌映射因为初值敏感性、参数敏感性、遍历性和类随机性的特点,很适合用于信息加密.离散化后的混沌映射与扩散机构相结合,与传统的密码算法相比,加解密速度更快,能够满足实时性要求.与Baker和Cat映射相比,Standard映射具有更大的密钥空间,更适合于信息加密.因此将其扩展到三维空间,构造了基于离散Standard映射的多媒体加密方案,分析了Standard映射的参数敏感性,给出了置乱循环次数和扩散函数的选择方法.实验结果表明,算法具有较高的安全性和较快的加解密速度,适合于多媒体数据,如图像、视频、多波段图像等的加密.     

越野环境的三维地图重建

针对移动机器人越野环境下地图重建的问题,提出了一种三维网格地图的更新算法.该算法利用四线激光雷达(LD_ML)获取环境局部位置信息,结合机器人同一时刻DGPS/INS联合定位系统的位姿,依据障碍的坡度与高度阈值进行障碍区域检测.分别对障碍与非障碍区域采用最大值和均值法进行更新,完成环境地图的重建.试验结果表明:该算法在越野环境中具有良好的重建效果,可将机器人沿途经过的路面及周围环境构建出来.     

变速器换挡二次冲击强度频次分析

为研究汽车变速器换挡的二次冲击强度分布规律,在自行研制的换挡性能试验台上,对某款变速器各挡位以不同换挡速度分别进行了各50次换挡试验,实时测得换挡力、换挡位移、同步转矩、变速器输入/输出转速,得到了各挡位换挡特性曲线;并对不同换挡速度下各挡位二次冲击强度进行了频次分析。结果表明,随着换挡速度增加,同一挡位的二次冲击强度呈现减弱趋势;同时该变速器只有Ⅰ挡未出现二次冲击,Ⅱ~Ⅵ挡均存在二次冲击现象;并且Ⅱ挡的二次冲击强度最大,Ⅵ挡仅在低换挡速度时存在二次冲击。     

冲击地压的预测与防治方法

解释了冲击地压的概念和发生条件,介绍了冲击地压预测的内容、方法,并对如何预防冲击地压的产生,提出了可行性措施。