基于GPU加速视频抠像技术

为提高视频抠像处理的速度,提出基于GPU(图形处理器)加速的视频抠像方法,将色度抠像算法转化为GPU中的纹理图像渲染过程,利用GPU并行计算和高速浮点计算特性,使得色度算法在GPU中加速执行,有效的提高了算法计算速度。     

面向通用计算的GPU编程平台

近年来,计算机图形处理单元(GPU)褥到了极大的发展,GPU强大的计算能力,掀起了人们对GPU的通用计算的研究热潮.本文在研究国外最新文献的基础上,介绍了CUDA平台的硬件结构和软件编程模型,并对CUDA平台的编程特点进行了分析.     

基于GPU的子图匹配优化技术

为了解决图挖掘应用中子图匹配任务的性能问题,本文提出了一种基于图形处理单元(GPU)的顶点预剪枝子图匹配系统(GVSM).GVSM采用黑名单剪枝算法和调度排序来减少冗余搜索.利用前缀树数据结构,GVSM可以对中间结果进行压缩,以便快速索引并降低内存消耗.GVSM将子图匹配的搜索部分卸载到GPU上执行,通过设计软件流水线...     

GPU上的水彩画风格实时渲染及动画绘制

论文提出了一种基于GPU的对三维场景进行实时水彩画效果渲染的方法。该方法的大部分过程使用图像空间的技术实现。算法将画面分为细节层、环境层、笔触层分别渲染,再进行合成。在过程中使用环境遮挡、shadow mapping等技术进行快速的阴影计算,并使用图像滤镜的方法模拟水彩的多种主要特征。由于该方法以图像空间的技术为主,因此可以利用GPU并行处理的特点对计算过程进行加速,进而达到实时的渲染速度。最后建立动画脚本分析系统,进行实时动画渲染,表明该方法在计算机动画、游戏等数字娱乐产业领域有较大的应用潜力。     

技术术语

Maya和Z-Brush:二者均为数字后期制作常用的工具软件。Maya是美国欧特克(Autodesk)公司出品的三维动画软件,应用对象是专业影视广告、角色动画、影特技等。Maya功能完善,流程灵活,易学易用,制作效率极高,渲染真实感极强,是电影级别的高端制作软件     

一个新的线索KD树并行算法

KD树是三维场景渲染中常用的空间加速算法。由于SIMD计算平台不支持递归操作,导致KD树在GPU上的应用受到限制,因此提出了一个新的基于SIMD架构的并行KD树算法。通过创建时对KD树线索化,不仅省去堆栈使用,且因无需回溯到根节点而减少大量无效遍历操作,实现了基于GPU的高效并行加速。实验结果表明,线索KD树算法每秒计算的光线数与传统算法相比,提高3~8倍不等,最终显著提高光线跟踪渲染速度。     

微震监测区域的实时仿真建模方法

针对因建模的三维数据量巨大导致传统Open GL固定管线对三维地形渲染难以满足实时性需求这一问题,提出利用GPU可编程图形管线来进行渲染,实现区域的可视化实时显示。建模过程中首先使用基于分形理论的随机中点位移法产生地形高程数据,然后利用三角面元连接地形高程散点生成三维曲面,最后通过GLSL着色语言对GPU进行编程实现对地形的渲染。该方法建模过程与Open GL固定管线渲染效率进行对比,结果表明:利用GPU可编程图形管线对400万的三维地形网格数据进行渲染仅用时82.92 ms,效率远高于Open GL固定管线的渲染,能够满足实时渲染的需要。     

龙芯UNCACHE加速原理及其在系统图形性能优化中的应用

针对当前采用独立显卡的桌面计算机系统架构普遍存在的CPU(中心处理单元)访问GPU(图形处理单元)存储空间数据传输延迟较大的瓶颈,采用了龙芯GS464处理器核心实现的UA(uncache acceleration)机制对GPU驱动程序中的GPU存储空间访问接口进行优化,极大地提高了处理器向GPU等IO存储空间连续数据写入的速度。详细分析了龙芯处理器UA机制的原理及其相对于uncache方式IO写所能带来的性能提升。通过UA机制优化了龙芯3A+2H平台的GPU驱动性能,x11perf测试结果显示,采用UA优化GPU驱动后,Xserver的一些接口性能提升达5%~230%。将龙芯处理器的UA机制封装到了标准MMAP系统调用,并通过该扩展后的系统调用优化了Xserver的Xvideo扩展接口,实验结果显示,播放常见较高分辨率视频时该接口性能能够有6~12倍的性能提升。     

GPU支持下基于粒子系统编辑器的特效技术研究

针对粒子系统在计算机游戏特效设计过程中所存在的控制精度不高、运算量大等问题,提出了一种通过粒子系统编辑器生成粒子并基于GPU进行实时渲染的方法。使用粒子系统编辑器能有利于提高粒子系统制作的可控性,而基于GPU的仿真绘制则能够提高大规模粒子系统渲染的实时性。实验证明,GPU支持下的可编辑粒子系统能有效提升计算机游戏开发中的特效设计效率并获得理想效果。     

动画数字影像平台运营可行性研究

针对中国文化CG创意产业的发展和市场规模的扩大,本文探讨如何通过技术更新资源重组、人工智能数字云平台等技术构建超大规模的渲染农场,使用高效率的GPU渲染服务以及CPU+GPU全类型渲染服务,满足不同客户的制作流程需求。通过建设与技术优势整合,实现便捷高效的生产与管理。通过资源优势互补原则建立联合运营模式,细化系统服务深入研发。     

时域有限差分法的图形处理单元的加速

时域有限差分法,即FDTD(Finite Difference Time Domain),是计算电磁学的一种重要方法。作为一种天然的并行算法,它的计算过程可以划分为多个同时进行相似计算的子计算。这个方法主要是把麦克斯韦方程在时间上和空间上进行差分化,并且通过时间领域上的更新来模仿电磁场的变化来计算问题,因而有利于解决很多电磁场问题。而图形处理单元即GPU(Graphic Processing Unit)相对于CPU的高性能计算速度以及NVIDA公司生产的GPU特有的高并行结构,为时域有限差分的加速提供了可能。     

面向GPU的循环合并

针对现有的将C或Fortran程序映射到通用图形处理单元(GPU)的自动转换工具主要关注将单个循环生成一个独立的GPU内核,从而阻碍了对循环间数据重用的利用的问题,提出一种新的面向GPU的循环合并的代码变换方法,该方法通过循环分块(strip mining)和冗余计算等手段达到消除迭代间数据依赖的目的,并可充分利用GPU片上的共享内存进行线程间数据交换,从而将此类程序高效地映射到GPU上.通过典型程序在GPU上的实验表明,该新方法由于能够减少对全局内存的访问,带来了最多高达1.96倍的加速比.     

NVIDIA增强GPU结构爆发强劲性能

这是完美的鸡和鸡蛋的故事:除非你的硬件足够强大,能有效带动新一代三维CAD、仿真、三维可视化软件中所有令人印象深刻的图形和渲染能力,不然他们就是徒劳的。然而,如果没有令人信服的软件开发其马力,高辛烷值图形工作站技术就什么也不是。图形处理技术的领军公司NVIDIA一直致力于协调硬件和软件发展之间的长期转换。该公司刚刚发布了新一代的Maximus工作站     

基于GPU的通用计算研究

随着人们对计算性能要求的不断提高，基于GPU的通用计算逐渐成为个研究热点。本文首先研究了基于GPU的通用计算发展过程中硬件和软件的演变，并进。步讨论了适合GPU通用计算的应用，最后对GPU通用计算在小刖领域的研究力向进行概述。     

实时水面模拟方法研究

提出了一种基于GPU的水面实时模拟方法。该方法不依赖于噪声图,而实现了实时的水波生成、折射和反射效果的菲涅耳合成以及水面光照模型的计算。利用GPU在片段处理前的光栅化处理,该方法渲染负荷不会因水面大小和精度而增大。且依赖GPU的高速计算能力,方法可以达到实时。     

三维动画技术在机电产品展示中的应用研究

机电产品三维动画通过三维建模及动画制作、渲染、后期制作等流程,对机电产品的工作原理、内部结构、运动形式、性能特点、视觉形象、安装维护等特点进行展示,能够较好地达到宣传展示产品、培养技术人才、节约服务成本等目的.本文分析了机电产品三维动画展示的设计要求,并以消防机器人为例,按照结构分析、数字模型及场景建立、动画脚本设计、动画制作、后期制作、输出的流程,开展了产品三维动画的制作实践,为三维动画技术在机电产品展示中的应用提供了参考案例.     

切削数据库中用Matlab与VC混合编程实现数据可视化

切削数据库中数据的可视化处理是一重要研究方向。采用试验数据,对切削数据库中刀具磨损等曲线用Matlab数值计算及图形处理软件与Visual C 混合编程进行可视化图形处理,得到能够脱离Matlab环境运行的曲线图形模块的方法。使用这种方法,可以大大缩短软件的开发周期。此方法在图像处理等需要大量计算的工程应用场合有广泛的应用价值。     

一种基于GPU的三维素描风格画的渲染方法

提出一种在GPU下将三维模型渲染成素描风格画的简单算法,通过分析素描面的特点,将整个渲染过程分为内部渲染和轮廓线的渲染。首先通过一种手绘风格生成算法实现素描风格纹理到模型的实时映射从而实现内部的非真实感渲染,再利用渲染到纹理技术通过边缘检测深度缓冲图像获取轮廓线,并对轮廓线图像采用一种多次采样叠加的算法生成素描风格画所特有的复线,最后将两种渲染结果进行图像的融合,产生最终的素描画风格。     

浅析我国高性能计算

超级计算的应用水平直接反映了国家科技实力。本文介绍了国内超级计算的发展现状,分析当前超级计算中心所面临的挑战：软件、用户、成本,展望超算中心未来的模式以及软件GPU加速的应用。     

高性能GPU模拟器的实现

基于图形处理器(GPU)由固定功能管线与可编程流处理器单元构成的特点,设计了一种半周期精确的模拟器实现方法,并结合一种GPU结构进行了GPU模拟器的实现。GPU模拟器支持OpenGL 2.0 API,在实现了固定功能管线的基础上,支持统一着色器渲染架构。模拟器对GPU结构进行半周期精确模拟。固定功能管线部分实现为完全周期精确模拟,可以进行3D图形算法的正确性验证以及性能评估。对可编程流处理器单元进行指令级功能模拟,在固定功能管线部分的配合下,可以快速轻量地对整个GPU结构进行结构与功能的验证。文章使用模拟器运行了glmark2测试集,并且根据测试结果对GPU结构进行3D图形算法正确性验证与性能评估,结果表明基于本文设计方法的GPU模拟器可以快速轻量地实现3D图形算法正确性验证与性能分析。