纹理映射技术的发展综述

本文主要论述了计算机图形显示学中的纹理映射技术，系统地介绍了纹理映射技术的发展历史和纹理映射中的图形反混淆算法，并从应用的角度给出了纹理映射技术的各种常用算法。     

一种改进的基于CUDA的纹理映射和光线投射结合的体绘制算法

针对传统的基于GPU的光线投射算法绘制效率较低的问题,利用CUDA架构的并行计算特性和对三维纹理的处理能力进行改进和优化.将体数据映射为三维纹理,利用CUDA三维数组进行存储与绑定,纹理拾取的浮点返回值利用线性滤波进行平滑.在传输函数的设计中引入中心差分梯度幅值增强对体数据边界面的绘制效果.每条光线的求交及颜色积累采用并行计算,按照由前向后进行颜色及不透明度累积.设置不透明度阈值,采用不透明度提前终止加速绘制.实验结果表明,绘制速度较传统的基于GPU算法有10％的速度提升,绘制效果也有很大的改善.     

基于GPU加速的光线跟踪技术研究

随着图形处理器性能的提高及其可编程特性的发展,图形处理流水线的某些处理阶段和图形算法逐渐从CPU向GPU转移。文章介绍了可编程图形硬件基础,分析了基于GPU的光线跟踪技术的实现原理。设计的6个实验场景所包含的三角形面片数,从2016个到60960个成复杂度递增,在3种不同分辨率下,分别实现GPU和CPU的光线跟踪绘制。对实验结果比较、分析后,得到了GPU加速的光线跟踪技术的特点。     

一种新的基于环境纹理映射的浓淡方法

提出了一种新的基于环境纹理映射思想实时近似Ｐｈｏｎｇ效果的浓淡方法。由于采用了预先定义的光照纹理与仿射纹理映射方法,使得该方法具有较高的效率,同时几乎不损失生成画面的质量,并可以在低档系统中实现帝时的仿Ｐｈｏｎｇ浓淡效果。     

基于混合数据结构的实时GPU光线跟踪算法

研究真实感图像的问题,光线跟踪算法是生成真实感图形的主要算法之一.为了解决光线跟踪算法计算量大、效率低下、对动态场景处理能力不足的问题,采用图形处理器(graphics processing unit,GPU)统一编程架构,提出了一种新的基于计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)编程模型的结合层次包围体(Bounding Volume Hierarchies,BVH)和kd-tree的光线跟踪方法,首先对场景进行启发式的层次包围体分割,随后在每一个层次包围体上做启发式的k维二叉树(k-dimensional tree,kd-tree)剖分,这样就形成了一种新的空间划分,有利于建立高效的空间数据结构,提高光线与场景物体的求交速度.新设计的算法易于扩展到动态场景的光线跟踪,而且具有更快的渲染速度,有利于在应用系统中集成和扩展.实验结果验证了算法的有效性.     

一种基于光线相关性的快速光线跟踪算法

在分析和比较现有光线跟踪快速求交算法的基础上，基于光线相关性研究和探索了逐步细分光线跟踪算法，以减少光线求交次数。本方法为实时生成真实感图形提供了一条很有潜力的实现途径。     

光线跟踪算法中的求交问题

针对Ｋａｙ和Ｋａｙｊｉｙａ提出的光线求交算法进行了几何说明，并提出了改进方法，使求交计算量更小。     

纹理映射技术中Mip-Map的研究

在图形处理中,一个重要的研究方向是图形的真实感问题。纹理映射是高质量图像生成的一种重要技术,使三维图形更富真实感。Mip-Map纹理映射技术中,常常用一个正方形来近似表示象素在纹理空间的投影,但是像素投影并非正方形,是各向异性的,所以这种方法不符合反走样的要求,本文提出改进d值算法和长方形区域采样两种改进的算法来实现反走样。     

基于光线跟踪的虚拟数控车削加工图形生成技术

采用光线跟踪算法实现高真九控车削加工的图形生成,并以离线方式实现其加工过程仿真。在仿真过程中简化了Ｔｏｒｒａｎｃｅ－Ｓｐａｒｒｏｗ光照模型,利用特征造型技术避免了繁复的布尔运算。根据凸多面体的约束条件及凸多面体裁剪的Ｃｙｒｕｓ－Ｂｅｃｋ算法,设计出射线与长方体求交的高效算法,算法不仅执行效率高,而且还可推至光线与任意凸多面体的求交与测试计算     

基于调和映射的纹理映射方法

对三维几何模型进行交互式纹理映射,是三维建模软件开发的一项重要内容。该文采用基于调和映射的方法,实现了对一种基于三角面片模型的二维纹理映射算法,该算法允许用户交互选择模型的贴图范围,自动生成模型的纹理坐标,试验表明,该算法是可行的。     

基于边界生长反混淆的快速纹理覆盖

将物体表面细节看成纹理,就可以通过覆盖技术描绘物体表面细节。本文提出一种基于边界生长反混淆的快速纹理覆盖技术,它不仅加快了覆盖速度,还保证了图形显示质量,有较强的适应性。文中给出了在人体模型上纹理覆盖的实验结果。     

一种纹理映射算法的FPGA实现

提出一种面向嵌入式平台的纹理映射的FIKJA实现.对其中的纹理存储单元(Cache)进行了优化设计,采用了基于4×4压缩纹素块的存取方式,充分地利用了像素闻的相关性.提高Cache的命中率,减少了对总线带宽的需求.改进了分级细化模型(Mipmaps)中的选层方案,提出基于4×4像素块的选层方法.实验结果表明,渲染质量达到OpenGL ES1.1标准,硬件综合资源少,能够满足嵌入式环境下实时渲染的需求.     

基于OpenGL的纹理映射技术

自然景物的模拟是近年来计算机图形学中具有挑战性的研究方向之一。OpenGL技术是实现真实感图形模拟的重要方法之一。本文使用OpenGL的编程接口,应用纹理映射技术,实现了三维场景的真实模拟。纹理映射技术的应用能增强三维场景绘制的真实感,并能提高三维场景的渲染速度。     

Catmull纹理映射算法的改进

本文对Catmull纹理映射算法进行了改进。当一个像素被两个以上子曲面片所覆盖时。用Catmull纹理映射算法实现其光亮度计算存在一定的不足。本文对存在的问题作了分析，并进行了相应的改进，使之能正确计算一个像素被多个子曲面片所覆盖时的光亮度，并通过实例验证了算法的正确性。     

条纹理映射

提出一种新的基于图像绘制的方法，能高效地利用图形硬件进行加速，避免成像过程中烦人的空洞填补计算,高质量地反映物体表面的三雏凹凸细节及视差变化．该方法首先为源深度图像中每个像素生成一个条状的纹理(条纹理)，即根据一个像素及其邻近像素的深度值，沿着深度方向为该像素插值生成多个具有不同深度值的点，它们一起构成谊像素的条纹理；然后，绘制时利用图形硬件的纹理映射直接处理这些条纹理.由于各个像素的条纹理的集合可以构成源场景的近似连续三维表示,从而大大增强了源深度图像表达三维模型细节的能力，而且成像时不必进行空洞填补的计算.与已有的同类方法相比，新方法的空间需求小，成像速度快，并且成像质量很高．     

基于狭义相对论的新光线跟踪算法

传统计算机图形学绘制算法建立在经典牛顿力学基础上，无法模拟高速运动物体的独特视觉现象．本文按照狭义相对论原理，应用Java面向对象技术，构造了惯性参照系、摄像机、物体、光源、材料和纹理等新的场景对象．通过创建求交、跟踪、照射、测试和阴影等虚拟光线事件，方便地实现了融时空伸缩和多谱勒效应于一体的新光线跟踪算法．揭示了摄像机、物体和光源处于多个不同惯性参照系时的相对论全方位反射、折射和阴影等全新的光照效果．     

环形物体的两步纹理映射算法

鉴于现有的两步纹理映射技术对环形物体表面的纹理映射均不适用,为此提出了一种两步纹理映射方法,用于解决环形物体的纹理映射问题。该算法选择圆环表面为中介曲面,首先运用面积等比约束方法将两块相同类型的纹理分别映射到圆环的上下两侧表面,并通过对纹理拼接区域进行插值预处理来消除纹理接缝;然后采用中介表面法向法将圆环表面的纹理进一步映射至物体表面。实验结果表明,该算法可将平面纹理映射至多种环形物体表面,不仅纹理形变小,且保持连续,能够较好地满足虚拟现实与真实感绘制对环形物体表面的纹理映射要求。     

面向移动设备的各向异性纹理映射方法

为了在低性能的移动设备上实现高质量图形效果,设计实现了一种高效的各向异性纹理映射方法.首先提出了基于三角形子纹理单元精度各向异性滤波器(TSPAF),将像素表示为三角形,通过反向投影获得像素在纹理空间的三角形足迹;并在此基础上提出了一种节省带宽的混合滤波方式,利用MIPMap层选择并结合二次线性滤波和TSPAF来实现混合各向异性纹理映射.实验结果表明,该方法能获得良好的图像效果,并具有低计算量和低存储量的优点,适合移动设备GPU的实现.     

基于OpenGL纹理映射反走样技术的研究

在计算机图形学中,引人注目的是图像的真实感问题。图像的真实感来源于建模软件中渲染效果的好坏,渲染用时越少,质量越高,渲染出来的图像就越逼真。利用纹理映射技术,即贴墙纸的方法将反映物体表面细节的图案贴到物体表面上。现有的纹理映射技术存在诸多方面的缺陷,用时长,清晰度低,走样等使得渲染出来的图像不能满足实时的需求。在原有纹理映射反走样技术的基础上,利用OpenGL图像库,改进原有纹理映射技术中存在的问题,能得到高度真实感的图像。     

纹理映射技术的发展综述

本文主要论述了计算机图形显示学中的纹理映射技术，系统地介绍了纹理映射技术的发展历史和纹理映射中的图形反混淆算法，并从应用的角度给出了纹理映射技术的各种常用算法。