细分曲面的GPU完全实现

本文提出一种完全在GPU上实现的细分曲面绘制策略。该方法以扇区为基本单元,利用三种新的枚举坐标对网格顶点进行编码。初始控制网格按扇区分割后,其顶点被编码到一张纹理上,控制顶点不规则性分离到扇区的同时扇区之间又具有松耦合联系,使GPU像素管线的并行性从片段网格内扩展到整个网格。另外,通过三张查找表来降低实时计算量,并且避免了在CPU上预先细分一次。经过实验对比说明,本文方法具有更高的实时性能。     

表驱动的细分曲面GPU绘制

为了充分利用GPU的并行计算能力高效地绘制递归定义的细分曲面,提出一种基于GPU的面分裂细分曲面的实时绘制算法.该算法通过离线预计算生成可以复用的细分查找表,它由细分矩阵组成,其大小仅与奇异点度数和最大细分深度线性相关,与输入网格无关;对于细分曲面控制网格的每个曲面片,如果包含2个或2个以上奇异点,则进行一次局部预细分;之后对于不规则曲面片,利用细分查找表由初始控制网格直接计算得到各细分层次上的控制顶点,无需逐层计算,从而最大限度地发挥GPU的并行处理能力;最后对各层次上的规则曲面片使用硬件细分着色器绘制,大大提高绘制效率.实验结果表明,文中算法可以高效地绘制细分曲面的极限曲面.     

从代言人看技术nVIDIA GPU的发展史

从1995年的3dfx发布Voodoo开始．电脑正式进入3D图像的时代．人们在玩十几年平面2D游戏之后,终于迈向一个不同的天地,说3dfx开创了游戏世界的新纪元毫不夸张。然而,有高潮必然有低谷．由于经营和发展方针的错误,固步自封的3dfx只辉煌了几年．就被竞争对手nVIDIA所追上,并正式步入了nVIDIA世纪。     

CPU与GPU的爱恨情仇

自从电脑出现直到上个世纪90年代为止,显示器上的画面都是2D的,无论是一个汉字还是一张图片。如果屏幕上需要显示什么东西,CPU(中央处理器)只需要对GPU(图形处理器,说白了就是显卡)发布画“点”或“线”的指令即可。但是自从有些人希望能在电脑上看到接近真实的虚拟空间开始(比如3D游戏),CPU和GPU之间的关系就出现了变化。CPU接到的指令是“在屏幕某个地方画个正方体”,但它不能就这样传达给GPU,因为只能处理2D图形的GPU不明白什么叫做“正方体”。这时CPU就只好给GPU“解释”。后来,GPU也具备了3D处理能力。当CPU和GPU都空…     

3D图形的新起点走近Diredx 10

从上个世纪90年代末至今．Directx已经过了数次进化。正当Direct X9的火焰由备大型3D游戏燃遍世界时．Direct X10又将携Vista而来。从狭义来看．DirectX只是微软公司垄断市场的又一利器i但从广义来看．它让PC的3D图形性能又站在了一个新的起点之上。     

G1连续的细分几何偏微分方程曲面设计

几何偏微分方程方法是一项构造高质量曲面的强大技术.曲面细分自出现以来由于其对拓扑结构的灵活性就一直活跃在CAD领域.文中将这2种不同的方法结合在一个统一的框架下,高效而令人满意地设计了带有G1边界条件的几何偏微分方程细分曲面.所考虑的3个四阶几何偏微分方程为曲面扩散流、拟曲面扩散流和Willmore流,这些方程采用混合...     

基于Loop细分格式的几何造型系统

细分曲面的生成被广泛应用于几何建模应用。本文针对Loop细分格式，研究了使用Java3D与VRML在Windows环境下细分曲面的生成，并利用它们强大的功能开发出细分曲面造型的系统．最后给出了一个飞机模型例子。     

为DOOM3而生存？——深入思考3D游戏发展之路

从第一代古墓丽影带给我们的3D游戏概念，到如今几乎千篇一律的FPS(第一人称射击)游戏，3D技术经过了很长一段时间的发展。毫无疑问，期间既有辉煌也有苦涩。然而，当我们蓦然回首时，却诧异地发现，原来我们已经停滞不前了，种种弊端阻碍了3D技术的发展，也一定程度上消磨了一个偌大的市场。艰难的技术革新并未带来渴望已久的电影般渲染效果，今夏正式推出的《DOOM3》更是令绝大多数3D显卡难以招架。究竞是显卡技术滞后于3D游戏需求，还是整个业界走入了发展歧途，这的确是一个值得探讨的问题。     

插值细分曲面三角剖分研究

把三维参数化曲面的离散化算法应用到三角网格表示的离散曲面上。用一种可生成C1阶连续曲面的插值分割技术——改进蝶形算法,重新构造极限面。用推进波前法在物理空间直接离散化,所以不需要进行参数化。     

基于DirectX的图形加速卡性能测试系统设计

目前全球各图形加速卡厂商竞相发布最新产品,3D加强芯片巳进入了第四代,同时随着DirectX在图形动画和游戏制作方面的主导地位日益巩固。各3D加速芯片纷纷宣称支持DirectX。介绍的正是基于这一情况下本实验室所设计的图形加速卡测试系统,用于检测图形加速芯片在支持Directx方面的性能情况。     

基于嵌入式的3D游戏图形渲染引擎的设计

介绍了游戏图形渲染引擎的常用方法,其次采用BREW和OpenGL ES技术,重点分析了图形渲染引擎的流程设计及关键技术实现,这样的图形渲染引擎真正地实现了高效性、灵活性和与硬件设备的无关性。     

用进化了的大脑做游戏——游戏开发技术之GPU图形编程

早期的PC游戏由CPU来处理大部分游戏图形的计算，直到20世纪80年代出现了Geometry Engine芯片。这种芯片可以在硬件上完成部分图形处理流水线的工作：比如几何变换、裁剪计算、投影、缩放等都可由一个寄存器的定制码来定制，这和现在广泛使用的图形处理流水线结构基本一致，是当今图形处理器的前身。     

RadeonHD7700曲面细分性能暴增75％

RadeonHD7900系列的发布让我们看到GCN架构的出色表现．特别是在通用计算和曲面细分方面的进步让人兴奋。在NVIDIA开普勒产品出现以前,该系列绝对是当之无愧的王者。只可惜它们高昂的售价绝非每个玩家能承受得起。     

DirectX 11那点事（上）电脑画画也取巧？曲面细分来助阵!

作为Windows中最为重要的组件之一,DireclX一直承担着沟通硬件和软件的桥梁作用。作为DirectX中最引人注目的Direct 3D组件。每次DirectX升级．都会为Direct 3D带来大量引人注目的新功能。     

基于OpenGL ES的3D图形绘制管线优化问题

目前,在嵌入式设备上（如手机）的3D游戏开发总是基于一定的图形API来进行的。OpenGL ES是为嵌入式系统而开发的3D图形绘制编程接口。在基于嵌入式的3D游戏开发过程中,由于硬件资源的相对不足,要得到绘制效果较理想的图形,就需要优化3D图形绘制过程。采用最新的图形管线理论,将OpenGL ES的3D图形管线绘制过程划分为七个管线绘制部分（这七个部分归属于三个绘制阶段）,分析每个绘制部分的主要工作,在此基础上针对各个阶段提出了相应的优化方法。     

一种面向移动3D图形的几何简化方法

移动3D图形计算是无线网络和图形学高速发展产生的新研究领域.由于无线网络带宽和移动终端设备显示分辨率的限制,需要将3D图形进行分解压缩,依据不同的分辨率进行内容转码.提出了一种基于改进Loop细分的几何模型简化算法.一个稠密的几何网格通过反复操作3个步骤：顶点分裂、奇点预测和重新三角化,生成由稀疏的基网格和一系列偏移量组成的渐进网格.在奇点预测过程中,将改进Loop细分模板作为预测器.由于Loop细分相关联的顶点数目少,提高了几何模型简化和重建的速度.渐进网格易于在无线网络上渐进传输,并可在移动终端上无损重建3D图形.实验表明,算法简单、效率高,适用于移动环境下3D图形的应用.     

基于嵌入式GPU 虚拟仪表图形软件的实现

提出并实现了一种基于嵌入式GPU(OES:OpenGL?ES)的跨平台图形应用软件的系统框架.它包括外部事件的驱动,图形应用软件,嵌入式系统入口,嵌入式系统硬件等四个模块.外部事件的驱动主要是响应外部数据或事件的变化,从而控制图形显示内容的实时更新,以及功能画面的实时切换.图形应用软件模块包括了三个组成部分(1)接口界面(2)中间通讯层(3)处理单元.图形应用软件的接口界面主要是实现客户化的目标要求,采用C++类的面向对象的设计方法.中间通讯层,是为了实现图形应用的任务而安排的结构化的类.处理单元是各种最基本内容的单元实现,它建立在我们的各种实用库之上.嵌入式系统入口,它封装了图形软件的核心函数功能,实现和上层的处理单元间的数据调度.嵌入式系统硬件模块主要是各主流平台(CPU,GPU)相关的数据信息,支持上层的图形应用.本文在虚拟仪表盘面上实践了上述应用软件系统,满足了实时响应,高效处理,高质量图形显示的要求.为实现嵌入式平台的图形显示应用打下了重要的基础.同时,本文的工作提出并解决了若干嵌入式图形显示技术的优化问题,为嵌入式图形显示开发提供了有力的帮助.     

3D游戏图形渲染引擎的设计与实现

图形渲染是3D图形引擎的重要组成部分,是评价3D引擎的一个重要标志。首先,简要地介绍3D游戏引擎;接着,分析3D游戏图形引擎设计;最后,论述3D游戏图形引擎实现过程。     

常平均曲率细分曲面的构造

常平均曲率曲面经常作为界面出现在许多物理问题当中,是物理膜泡的一种数学抽象,而细分曲面的灵活性及其高质量的特性使得它成为一种强有力的曲面设计工具.通过给定边界,使用由一个二阶能量范函导出的四阶几何偏微分方程和一个二阶几何偏微分方程来构造常平均曲率细分曲面,这2个方程采用有限元方法求解;由于扩展的Loop细分规则能处理带...     

基于C-B样条的Catmull-Clark细分曲面

为了解决 Catum ull- Clark细分曲面在工程上难以推广的问题 ,给出了一种基于 C- B样条的 Catumull-Clark细分曲面的算法 .C- B样条曲线是 B样条曲线的拓广 ,但它们的形状依赖于参数 α.由于新的曲面细分方法充分利用 C- B样条能够精确表示圆、椭圆等规则形体的特性 ,因而使通过此方法生成的细分曲面 ,除了在奇异点处能保持二阶导数连续外 ,还能够像 C- B样条曲线、曲面一样 ,精确地表示圆柱等常规曲面、统一工程曲面等的造型 ;同时它仍然保持细分曲面的造型特点 ,即能够解决 NU RBS曲面难以处理的任意拓扑结构的造型问题 ,另外 ,还可依赖控制参数 α的调节作用来增加造型的自由度 ,而且当 α→ 0时 ,它们就退化成 Catm ul- Clark细分曲面 .在工程图形上的应用实例表明 ,这种算法简单、有效 .