三维图形的动画显示技术

本文讨论了三维图形动画显示的基本原理;提出了在IBM PC机上实现双显示缓冲区法的硬件和软件方法;给出了用伪双显示缓冲区法所得到的动画显示结果;并指出了三维实时动画显示的关键技术是并行高速处理结构的应用和高速光栅化技术的发展。     

图形技术在系统仿真中的应用

本文首先从应用对系统仿真提出的要求出发，讨论了图形技术在系统仿真中的地位及应用范围，然后着重介绍了系统仿真中的动画仿真和图形建模技术，提出了实现动画仿真和图形建模必须解决的关键技术问题，并结合ＩＭＳＳ给出了实现动画仿真和图形建模的一种方法。     

三维图形引擎中骨骼蒙皮动画的一种实现方法

提出了三维图形引擎中骨骼蒙皮动画的一种实现方法，即将现有的关节动画与单一网格动画相结合，利用骨架的继承变换和顶点混合技术使骨骼蒙皮动画平滑逼真。实验表明该方法有良好的显示效果，并具有较好的实时性，且占用的存储空间不大，能够满足当前三维图形引擎对动画技术的要求。     

用OPENGL实现动画时几个问题及解决方法

AFewProblemsandSolutionsofMakingAnimatedCartoonwithOpenGLLiPengGaoZhenyanZhangJianpeiOpenGL是在SGI,Microsoft,DEC,IBM和Intel等多家世界著名计算机公司的倡导下,从基于SGI的GL标准移植到微机（Window95,WindowNT）上的一个通用共享的开放式三维图形标准,实际上是一个图形与硬件的接口,OpenGL能够对整个三维模型进行绘制,从而得到与客观世界类似的三维景象。此外,OpenGL还可以进行三维交互、动作模拟等,并且有模型绘制、模型观察、光照应用、色彩、明暗处理、位图和图像处理、纹理映射、实时动画和交互…     

基于嵌入式系统的人工生命动画引擎关键技术研究

传统动画采用关键帧技术,设计出的动画缺乏自主性、情节单一、在一定程度上不能满足用户的需求。因此本文采用基于人工生命的方法,进行动画引擎的设计。考虑到嵌入式系统中硬件性能有限的问题,提出了适应嵌入式系统的人工生命动画新方法,即采用分层算法构建人工生命模型,以提高动画运行速度、运行效率。另外,由于50%的CPU处理时间花费在渲染引擎上面,重点分析了图形渲染中的几个关键技术,并在理论与实践相结合的基础上实现了一个简单的图形渲染引擎。     

也谈不同模式下的动画设计

李海容也谈不同模式下的动画设计（浙江省瑞安中学）在屏幕上的各种图形变换技术，实际上是把屏幕上显示的图形作适当变换之后，擦去旧图形重画新图形的操作过程，如果将屏幕上显示图形的一部分或全部反复作这种操作，就会产生出动画效果。我们知道，图形可由两种方式实现...     

一种基于图形对象物理模型的动画实现机制的研究

在动画表现过程中，常常由于图形对象受外界或相互间的作用使动画的实现复杂。如果由用户来具体描述对象的表现过程不仅难度大而且准确度也有限。为了能够较为准确地表现自然界中物体运动的起初情况，我们引入了一种新的机制－－基于图形对象物理模型的动画实现机制，其基本思想是在图形对象中增加了物理描述信息，使得图形对象在动画表现过程中能够根据自身完整的信息准确地表现它在现实世界中的运动规律。     

基于图形处理器(GPU)的通用计算

伴随着PC级微机的崛起和普及，多年来计算机图形的大部分应用发生了从工作站向微机的大转移，这种转移甚至发生在像虚拟现实、计算机仿真这样的实时(中、小规模)应用中．这一切的发生从很大程度上源自于图形处理硬件的发展和革新．近年来，随着图形处理器(GPU)性能的大幅度提高以及可编程特性的发展，人们首先开始将图形流水线的某些处理阶段以及某些图形算法从CPU向GPU转移．除了计算机图形学本身的应用，涉及到其他领域的计算，以至于通用计算近2～3年来成为GPU的应用之一．并成为研究热点．文中从若干图形硬件发展的历史开始，介绍和分析最新GPU在通用计算方面的应用及其技术原理和发展状况，并结合作者自身的实践讨论和探索其发展前景。     

用MATLAB解决解析几何的图形问题

将MATLAB的图形和动画功能痘用于解析几何教学，可使教学形象生动。以图形问题为例，详细给出了实例的程序编写和动画实现过程，在解析几何教学中有一定的应用价值。     

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.     

Real-time visualization of animated trees

Realistic visualization of plants and trees has recently received increased interest in various fields of applications. Limited computational power and the extreme complexity of botanical structures have called for tradeoffs between interactivity and realism. In this paper we present methods for the creation and real-time visualization of animated trees. In contrast to other previous research, our work is geared toward near-field visualization of highly detailed areas of forestry scenes with animation. We describe methods for rendering and shading of trees by utilizing the programmable hardware of consumer-grade graphics cards. We then describe a straightforward technique for animation of swaying stems and fluttering foliage that can be executed locally on a graphics processor. Our results show that highly detailed tree structures can be visualized at real-time frame rates and that animation of plant structures can be accomplished without sacrificing performance.     

Fur simulation with spring continuum

We propose a practical method for generating and animating fur on parametrized surfaces using a spring continuum. Springs are physically simulated at the vertices of the polygon mesh, and spring behavior is interpolated across the mesh to provide realistic dense fur animation. Our method handles collisions between furry surfaces using a procedural model and self-collisions with a statistical model. The goal of this method is to make it easy for an animator to generate realistic dynamic fur which is efficient to simulate. The technique is most applicable to short fur, rather than long hair. Electronic supplementary material  Supplementary material is available in the online version of this article at and is accessible for authorized users.     

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．     

计算机图形并行处理的研究与发展

本文概述了计算机图形并行处理研究的产生与发展,着重阐述了并行处理功能部件的研究和发展及多边形绘制、全局光照模型(光线跟踪与辐射度方法)、物理场数据与体介质数据绘制、动画、并行化图形标准等研究领域在并行处理方面的研究和发展.文中叙述了在这一领域的研究工作,并在最后展望了计算机图形并行处理的进一步发展方向.     

基于GPU的真实感毛发快速绘制

提出一种基于图形处理器(GPU)加速的真实感毛发快速绘制方法.方法通过混合绘制多层次的半透明纹理层来表示物体表面的毛发效果,并在绘制过程充分运用了GPU的可编程功能.其中采用GPU的顶点绘制器来完成多层网格层顶点位置的计算;采用像素绘制器来实现毛发特殊光照效果的计算.实验表明,通过采用GPU可编程计算,毛发的绘制速度得到了明显提高.方法对中等规模的模型达到了实时的毛发绘制速度,并具有逼真的仿真效果.     

真实感图形绘制技术研究

随着虚拟现实技术的发展,对各种图形绘制技术提出了越来越高的要求。好的图形绘制技术是虚拟现实、动态仿真、实时可视化、高品质动画等越来越多的图像、图形应用技术的实现基础。本文主要介绍了基于图像的绘制技术、基于点的绘制技术,以及基于图形与图像的混合绘制技术在原理和应用。     

Interactive GPU-based adaptive cartoon-style rendering

In this paper we present a novel real-time cartoon-style rendering approach, which targets very large meshes. Cartoon drawing usually uses a limited number of colors for shading and emphasizes special effects, such as sharp curvature and silhouettes. It also paints the remaining large regions with uniform solid colors. Our approach quantizes light intensity to generate different shadow colors and utilizes multiresolution mesh hierarchy to maintain appropriate levels of detail across various regions of the mesh. To comply with visual requirements, our algorithm exploits graphics hardware programmability to draw smooth silhouette and color boundaries within the vertex and fragment processors. We have adopted a simplification scheme that executes simplification operators without incurring extra simplification operations as a precondition. The real-time refinement of the mesh, which is performed by the graphics processing unit (GPU), dramatically improves image quality and reduces CPU load.     

基于WebGL的3D动画实时播放系统

由于受到网络带宽及三维动画数据量过大等因素的影响,三维动画如果要在网络上一次性传输往往需要花费比较长的时间.这不仅影响了动画播放的实时性,同时,传输过程中数据的不完整也会造成动画播放不流畅.通过对基于WebGL的三维动画实时播放关键技术的研究,提出模型文件预加载、文件压缩传输等方法,在有限带宽的条件下将三维动画内容实时传输到用户端,利用WebGL技术实现三维模型的创建和渲染,并在此基础上实现三维动画实时播放,使用户能够直接通过浏览器进行观看,或参与到场景交互中.     

基于物理模型的烟雾实时模拟

本文提出了一种基于物理模型的烟雾的实时数值模拟方法.真实感和实时性是计算机图形学追求的两个目标.传统的动画技术生成的物体运动是虚拟的,并不能完全反映物体的真实运动.与传统的动画技术相比,基于物理的动画更能表现运动的真实性.在用非粘性不可压欧拉方程表示烟雾的物理模型的基础上,利用破开算子法将其分解成外力项、对流项和投影项分别进行求解,每一步都稳定,因而整个求解也就稳定.求解过程的稳定性保证了模拟可以用大时间步长,也就保证了模拟的实时性.与传统的方法相比,能同时满足计算机图形学的真实感和实时性要求.