基于GPU的等值面提取与绘制*

利用图形硬件的并行性将六面体网格数据映射为纹理,从每个六面体中提取等值面片,并将其绘制到纹理而得到最终等值面。基于Cg着色器编程语言实现三维电磁环境表现的实验结果表明,该方法有效地减轻了CPU负担,提高了等值面提取速度,适合实时应用。     

三维标量场并行等值面提取与绘制技术

通过研究并行等值面提取与绘制的各项关键技术要点,面向三维标量场的特点,在sort-last并行绘制模式的基础上提出一个三维标量场并行等值面提取与绘制框架.该框架在任务分配时采用静态分配的模式,在等值面提取时采用Marching Tetrahedra等值面提取算法,在并行绘制与场景合成时采用预先构建绘制节点控制模型的混合场景并行绘制合成算法.实验结果表明,该框架能够有效地提高大规模时变三维标量场的等值面提取与绘制效率,满足实际应用的需要.     

多分辨率并行等值面绘制

文中介绍一个多分辨率并行等值面绘制系统的设计与实现。通过显示调度策略实现基于多层次细节的实时等值面绘制。着重讲述并行处理、网格简化和多分辨率显示技术。实验结果表明，该系统能在并行分布式环境下动态生成等值面的多分辨率模型，实现等值面的远程快速绘制。     

用鞍点保证拓扑正确的快速等值面提取技术

等值面提取是研究三维数据场可视化的有效方法。针对已有的一些等值面提取算法存在的二义性问题,提出了用鞍点保证拓扑正确的快速等值面提取算法。用二线性插值和三线性插值函数来近似计算立方体表面和内部点的值,根据立方体中面鞍点和体鞍点个数的不同,将立方体剖分成不同数目的四面体。这种剖分只和原始数据的属性有关,与给定的等值无关,因此在数据不变的情况下只需要剖分一次。最后,用分层分组的方法将四面体分类到不同组中,避免在等值面提取过程中访问那些不含有等值面的四面体,从而提高了算法的速度。该算法在等值平滑变化或是随机变化时都能保持良好的特性。     

硬件加速的雷达作用范围三维可视化研究与实现

电磁信息可视化,尤其是雷达作用范围可视化,是虚拟战场环境中不可或缺的重要组成部分,目前研究多限于二维,而三维表现又受限于速度,为此本文提出一种硬件加速的三维可视化方法。在获取雷达波损失三维数据场的基础上,现到战场环境中。在普通微机上针对典型雷达的实验中,克服了二维表现不直观以及三维表现慢的缺点,形象地展示了三维雷达作用范围,为用户提供决策和感官支持。     

基于图形处理器的近似等值面提取算法

提出了一种新颖的等值面提取算法，该算法基于Ray-Isosurface intersection方法，通过模拟三维扫描仪的工作过程来提取等值面。算法应用GPU的并行计算能力来完成主要的计算密度大的计算过程，计算结果存储为点的形式，并通过iso-splatting的技术绘制出来。算法通过控制GPU所使用的缓冲区大小和通过模拟三维扫描仪工作原理进而避免不可见部分的等值面提取，来达到一个高质量的绘制效果和高FPS的交互环境。通过该算法和传统算法在几组数据上面的绘制质量，FPS的比较证明了算法的优越性。     

基于OpenGl的等值面绘制软件的开发

以VC＋＋应用软件的开发为背景，系统地总结了用OpenGl图形库绘制三维维数据场可视化等值面的方法和流程，在此基础以上旋转变换为例介绍了交互式操作功能的实现算法。     

基于OpenGL 的等值面绘制软件的开发

以VC++应用软件的开发为背景,系统地总结了用OpenGL图形库绘制三维数据场可视化等值面的方法和流程,在此基础上以旋转变换为例介绍了交互式操作功能的实现算法.     

基于间隔树的等值面提取加速算法的改进

等值面提取是体绘制算法的一个重要方面。该文对一种等值面提取加速算法的数据结构和搜索算法提出改进的方法，并用 ＭＡＴＬＡＢ语言在微机上加以实现，获得了预期的效果。     

基于三维栅格模型的最短距离等值面提取

通过研究三维最短距离分析及MC算法,提出基于三维栅格模型的最短距离等值面提取算法,通过导入费用数据和源点数据,即可自动输出到达源点任意有效取值的最短距离等值面。该算法允许输入多个源点,并可应用于非均质三维空间中。实验结果表明,该算法设计合理、可行。     

Fast Isosurface Rendering on a GPU by Cell Rasterization

This paper presents a fast, high‐quality, GPU‐based isosurface rendering pipeline for implicit surfaces defined by a regular volumetric grid. GPUs are designed primarily for use with polygonal primitives, rather than volume primitives, but here we directly treat each volume cell as a single rendering primitive by designing a vertex program and fragment program on a commodity GPU. Compared with previous raycasting methods, ours has a more effective memory footprint (cache locality) and better coherence between multiple parallel SIMD processors. Furthermore, we extend and speed up our approach by introducing a new view‐dependent sorting algorithm to take advantage of the early‐z‐culling feature of the GPU to gain significant performance speed‐up. As another advantage, this sorting algorithm makes multiple transparent isosurfaces rendering available almost for free. Finally, we demonstrate the effectiveness and quality of our techniques in several real‐time rendering scenarios and include analysis and comparisons with previous work.     

利用GPU实时绘制水墨画效果

系统可实时绘制中国山水画中常见的物体并生成视频输出，它包括5个模块：多通道技术和新型国画山光照模型的山峦绘制模块、基于位移映射的云层模拟、基于纹理运动的瀑布绘制模块、基于广告牌技术的树木绘制模块和实时视频输出模块．前面4个模块利用GPU可编程特性控制其流水线，对任意三维场景，可实时绘制水墨画效果；用户可根据需要对系统中的各个绘制模块进行配置并实时漫游．     

一种硬件加速型融合防火墙包处理流程的设计与实现

针对硬件加速型融合防火墙,在保证其功能完善的基础上,设计并实现了一种可充分发挥系统性能的包处理流程.对各设计要点进行了详细说明并给出了设备性能测试结果.     

基于流的实时碰撞检测算法

实时碰撞检测是计算机图形应用中不可或缺的问题之一,复杂物体间的实时碰撞检测至今仍未能得以很好的解决.高性能可编程图形硬件的出现,正在改变着通用计算仅能由CPU完成的传统观念.探索性地采用了可编程图形硬件来解决复杂物体间的实时碰撞检测问题.通过将两个任意物体间的碰撞检测计算映射到图形硬件以有效利用图形硬件的并行架构,由实时绘制过程快速产生碰撞检测结果.为此,算法首先将碰撞检测问题转化为一组线段集合与三角形的求交问题,以实现碰撞检测算法向可编程图形硬件的迁移.在对算法复杂度进行理性分析的基础上,给出了两种有效的优化技术以提升算法效率.实验结果表明,与现有的图像空间碰撞检测算法相比,该算法在效率、精确性和实用性方面具有明显优势.     

硬件加速功能验证问题的DAG划分算法

功能验证是超大规模集成电路(very large scale integration, VLSI)设计的一个基本环节. 随着超大规模电路的普及与发展, 在单处理器上对整个电路进行功能验证在可行性和效率上都存在较大的缺陷. 基于硬件加速器的功能验证是将整个电路划分成若干个规模更小的子电路; 然后在多个硬件处理器上并行的执行功能验证. 当电路划分结果的并行性较优时可提高功能验证的效率, 缩短时间周期. 类似电路设计中的其他划分问题, 用于硬件加速功能验证的电路划分问题可以被抽象成图划分问题. 相较于传统图划分问题, 硬件加速功能验证的划分问题还需要保证较小的模拟深度和较高的调度并行性. 为了满足硬件加速功能验证的划分需求, 提出了一种基于传统多级图划分策略的有效算法. 该算法结合调度思想, 利用电路的关键路径信息和时序信息, 将硬件加速功能验证问题转化为有向无环图的多级划分问题. 随机电路网表数据的实验结果表明, 所构造的算法可以有效的减少关键路径长度并且不会引起切边数的增长恶化.