H.264标准中的变换和量化研究

新一代视频压缩H.264标准,不同于以往的离散余弦变换(DCT),它是基于4×4离散余弦变换和量化,其算法能通过整型变换整数精确地进行计算,避免了"逆变换误差".执行变换系数量化过程不需要进行除法运算,只进行加法和移位运算,从而极大的降低了计算的复杂程度.     

基于斜率的多边形内外点快速判别算法

多边形的内外点判别是图形学的一个基础算法,为了更大限度地降低其算法复杂度和运算量,提出一种基于斜率的点与多边形位置关系的快速判别法。该方法只需计算该点到多边形各顶点的斜率,然后与多边形各顶点的邻边的斜率进行比较,即可对多边形的内外点快速做出判别。该算法无需复杂的点乘、叉乘、求交、三角函数等运算,在判别过程中仅需平均2n次减法运算和n/2次的除法运算,以及一些比较运算,即可对简单n多边形的内外点做出判别。经测试,该算法快速有效。     

基于模式分解的快速直线生成算法

直线是图形系统中的基本元素,为了提高其生成效率,提出一种快速的直线绘制算法.该算法将直线视为由更大的模式而非像素组成,利用每个模式的最终误差代替Bresenham算法中的每次步进时候选像素点的y坐标差,在保持仅使用整数运算的前提下,每次运算和判定能够生成由一个或多个像素行组成的大模式,从而减少了运算次数和输出操作.此外,考虑了直线光栅化的弱对称性,并指出多种类型直线可不经中间运算而直接绘制的特殊性,有利于简化算法的设计复杂性并提高生成速度.理论分析和计算结果表明,文中算法比Bresenham算法的平均误差判定和累计次数减少10倍以上,平均生成速度提高了2.7倍.     

多边形三角剖分与三角细分的研究与实现

多边形是构成三维模型表面的基本元素,多边形的三角剖分及三角形的三角细分是计算机三维快速建模及纹理帖图的基本技术。本文在研究平面多边形的三角剖分及其三角网格化相关理论的基础上,利用面向对象技术及递归程序设计方法,实现多边形的三角剖分及其三角细分的算法设计,并对该算法的执行效率进行分析。实验结果表明,该算法具有较高的运算效率及实用价值,对实际应用有较好的参考作用。     

PC机上基于2D纹理映射的三维体绘制算法

体绘制技术因其卓越的图象质量而被广泛应用,尤其是在医学方面.然而传统的体绘制技术(如光线跟踪法)因计算量大、绘制时间长等不足,限制了其在PC机上的应用.本文立足于目前标准的PC硬件平台和OpenGL1.1标准,在不显著降低图象质量的前提下,采用2D纹理映射技术来提高图象的绘制速度,将大量的三次线性插值运算转换为二次线性插值运算,并充分利用PC硬件的2D纹理映能力来加速绘制速度.实验结果表明,2D纹理映方法明显提高了图象的绘制速度,并具有较好的图象质量.随着PC硬件的发展,为提高体绘制速度和改善图象质量提供了更广阔的空间.     

基于衍生多边形的混合坐标

将多边形三角化,利用三角网格将三角形衍生为点多边形、边多边形和面多边形,再根据已有 的重心坐标提出基于衍生多边形的混合坐标。首先在三角网格内根据初始多边形内部一点所在的三角形得到衍 生多边形,然后使用调和坐标、局部重心坐标、迭代坐标中任意一种计算衍生多边形的顶点关于初始多边形顶 点的重心坐标,再使用迭代坐标计算初始多边形内部一点关于衍生多边形顶点的重心坐标,最后使用合适的混 合函数计算该点关于初始多边形顶点的重心坐标。通过实例证明,这种新的重心坐标具有良好的局部性、非负 性和光滑性。     

多核环境下Hilbert曲线划分简单要素多边形合并算法

为了解决大规模复杂多边形数据合并运算效率问题,减少在空间数据库中检索多边形时的磁盘读取次数,针对多核环境下简单要素类多边形合并的特点,利用Hilbert曲线划分方法对简单要素的多边形进行空间数据划分,利用多核处理器并发执行,充分利用了多核计算环境中CPU的计算能力,保证了合理的任务分配与充分利用。介绍了该算法中用到的简单要素类多边形合并算子,利用对重合边的判断来进行多边形的合并;最后对提出的算法进行了实验分析。实验证明,本算法在进行大数据的多边形集合合并时效率较高,基于本算法开发的功能用于实际问题中可较好地解决大规模复杂多边形数据层合并运算的效率问题。     

3D透视校正纹理映射矩阵电路设计及实现

3D图形硬件加速中,纹理映射属于像素处理阶段,透视校正中的纹理地址计算的特点是计算量大,且有实时性要求。本文设计了一个流水线脉动阵列结构来提高数据吞吐量。阵列的处理器单元(PE)为基于IEEE754单精度的32位浮点乘累加器,同时计算纹理坐标的除法电路也为单精度。     

面向公钥密码体系的大数相除快速算法

模运算是公钥密码学的一种基本运算。做模运算前提需要做除法运算,因此除法运算也是密码学的基本运算。大整数除法的运算速度是影响公钥密码体系中效率的关键因素。针对大数相除问题,提出大数相除的快速改进算法,其基本思想是,以空间换取时间。首先,通过建立预处理表,减少试除法中大数乘法的次数,从而高效快速得出商值;然后,运用窗口滑动方法来提高大数减法的速度。实验结果表明,该算法可以提高密码学算法的运算效率。算法时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(n)。     

基于倾斜摄影的三维模型单体化方法研究

利用三角面片的可分割性质,解决倾斜摄影数据的三维模型可分离单体化问题。该方法首先绘制切割多边形,确定单体化模型边界,然后使用包围盒方法进行求交检测,获得需要切割的三角面片。之后计算求交检测所得三角面片与切割多边形的交点,然后详细分析切割多边形与三角面片相交时的不同相交情形,并针对不同的相交情形采用不同的切割方法。最后,对相交区域三角面片进行裁切并重构,再纹理重构并实现多细节分层后得到分离的单体化模型。实验结果表明,该方法可有效实现倾斜摄影三维模型的分离单体化。