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1.
图形处理器用于通用计算的技术、现状及其挑战   总被引:71,自引:3,他引:68       下载免费PDF全文
吴恩华 《软件学报》2004,15(10):1493-1504
多年来计算机图形处理器(GP以大大超过摩尔定律的速度高速发展.图形处理器的发展极大地提高了计算机图形处理的速度和图形质量,并促进了与计算机图形相关应用领域的快速发展与此同时,图形处理器绘制流水线的高速度和并行性以及近年来发展起来的可编程功能为图形处理以外的通用计算提供了良好的运行平台,这使得基于GPU的通用计算成为近两三年来人们关注的一个研究热点.从介绍GPU的发展历史及其现代GPU的基本结构开始,阐述GPU用于通用计算的技术原理,以及其用于通用计算的主要领域和最新发展情况,并详细地介绍了GPU在流体模拟和代数计算、数据库应用、频谱分析等领域的应用和技术,包括在流体模拟方面的研究工作.还对GPU应用的软件工具及其最新发展作了较详细的介绍.最后,展望了GPU应用于通用计算的发展前景,并从硬件和软件两方面分析了这一领域未来所面临的挑战.  相似文献
2.
超大规模地形场景的高性能漫游   总被引:30,自引:0,他引:30       下载免费PDF全文
超大规模地形场景包含大量的几何和纹理数据,无法一次性载入内存,并具有极高的复杂度,因而无法进行实时绘制.提出一种高性能的外存地形场景实时漫游技术.该方法使用离散层次细节技术并结合视点相关的动态连续层次细节选择和过渡.算法为地表的简化提出一种新的基于受限法向锥的误差计算方法,使得模型简化具有轮廓保持和光照保持特性.当生成网格包含三角形数目相当时,该方法比传统的基于几何误差的简化更加符合漫游时视觉的感知规律.场景简化过程中提取出的潜在轮廓特征可以通过巧妙地构建漫游时视线方向上的增量地平线来随时更新场景不同部分的可见性信息,并以此控制无用数据页面的载入和无效场景部分的绘制,提高绘制速度.漫游系统采用多线程技术,使CPU,GPU,I/O三者的效率得到充分发挥,并可实时生成具有光照和阴影效果的漫游图像.  相似文献
3.
基于GPU带有复杂边界的三维实时流体模拟   总被引:25,自引:0,他引:25       下载免费PDF全文
在GPU(graphics processing unit)上求解了复杂场景中的三维流动问题,充分利用了GPU并行能力以加速计算.与前人的方法不同,该方法对于边界条件的处理更为通用.首先,通过在图像空间生成实心的剖切截面构成整个障碍物信息图,算法使得流体计算与整个几何场景的复杂度无关,通过对各体素进行分类并结合边界条件,根据障碍物形成修正因子来修改对应的值;另外,采用更为紧凑的数据格式,以充分利用硬件的并行性.通过将所有标量的运算压缩到纹元的4个颜色通道并结合平铺三维纹理,减少了三维流场计算所需要的绘制次数.实验结果显示出算法的有效性和高效率.该算法可以实时计算并显示一个采用中等规模离散的复杂场景.  相似文献
4.
树在风中的摇曳--基于动力学的计算机动画   总被引:20,自引:2,他引:18  
树木森林在自然场景的构成中占有很重要的地位,尤其是树在风中的摇曳更是组成了一个幕幕动人的景象。但是由于树结构的高度复杂性,给这一问题的研究工作带来了极大的困难。  相似文献
5.
高度复杂植物场景的构造和真实感绘制   总被引:15,自引:1,他引:14  
绘制高度真实感的自然场景是计算机图形学研究领域的一个富有挑战性的难题,植物对象比如草地和树木是虚拟自然场景的重要组成部分,植物类繁多,形态各异,复杂的结构使其无论在造形、存储还是在绘制上都存在相当的困难,为了解决这个难题,根据植在特点,分别采用多边形,纹元和体纹理作为工餐来构成了不同的植物,并且分别给出了不同植物场景的简单构造方法,绘制的结果证明了这些构造和绘制方法是有效可行的。  相似文献
6.
飞行模拟系统中导弹尾焰的实时生成   总被引:14,自引:0,他引:14  
虚拟现实(VR)系统对火焰的模拟,通常采用纹理映射技术,即采用二维火焰图象作为纹理,将其映射到画面对应位置。由于纹理是二维的,所以无法从各个角度对火焰进行观察,从而大大影响了场景的真实感及用户的沉浸感。本文提出了一种在VR飞行模拟系统中生成导弹尾部火焰的算法,用该算法产生的三维尾焰,在形状、色彩、动画效果上均十分逼真,且计算开销较小。对于有图形硬件支持的VR系统来说,完全可以实现尾焰的实时生成。  相似文献
7.
基于图象空间判据的地表模型加速绘制技术   总被引:12,自引:1,他引:11       下载免费PDF全文
刘学慧  吴恩华 《软件学报》1998,9(7):481-486
在利用图形绘制实现虚拟现实的研究工作中,为了加速图形生成以保证实时的图形绘制,物体层次细节模型LoD(level of detail)的选择是其最主要的解决办法.其主要原理是根据物体对于观察者的重要性选择该物体绘制的细节.地表模型作为多边形网格模型的一种特殊几何模型,在各种虚拟现实系统中有着重要而广泛的应用.该文通过对地表模型实时生成特殊性要求的分析,提出具有焦点加权因子的基于图象空间误差的、适用于地表模型特殊性的、有效的加速简化方法.以焦点和显示面积的有效结合作为物体重要性评价尺度,有效地简化了地表模型的绘制.同时,算法结合均匀网格模型的多分辨率细节层次模型,以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位,加速地表模型的简化操作,以实现较为复杂的地表模型的实时绘制.  相似文献
8.
基于GPU真实感毛发绘制   总被引:11,自引:0,他引:11       下载免费PDF全文
基于毛发的多层纹理表达方法,提出一种毛发实时绘制方法.该方法充分利用图形处理器的绘制功能,不仅能对毛发进行高精度快速的光照计算,而且能够高效地模拟毛发间的自阴影效果以及物体其他部分在毛发上遮挡形成的软影现象,以增强毛发的真实感效果.实验结果表明,该方法能够实时处理中等规模的模型,这对于毛发物体在电影、游戏和虚拟现实等领域的应用具有重要的价值.  相似文献
9.
一种基于Bézier插值曲面的图像放大方法   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
文章提出了一种利用Bézier插值曲面进行图像放大的方法,该方法是为数字图像的每一个色彩分量构造一个分块双三次Bzier插值C1曲面,图像放大等价于以不同的采样速率对该曲面进行采样的过程.实验结果表明,该方法可以大大改善放大图像的效果.  相似文献
10.
判断检测点是否在多边形或多面体内的新方法   总被引:10,自引:0,他引:10       下载免费PDF全文
王文成  吴恩华 《软件学报》2000,11(12):1614-1619
提出一种新方法,以检测一个点是否在多边形或多面体内.该方法通过将多面体的面片和多边形的边组织成层次结构,在检测时运用二分查找算法,不必处理每个面片和每条边.试验结果表明,这种方法简单、有效,有较高的检测速度.  相似文献
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