基于无裁剪图形流水线的三维图形处理器

传统的三维图形处理器通过裁剪操作获取三角形的可见区域。然而,裁剪操作的延迟长且硬件开销高,大量的裁剪操作会降低图形处理器的性能。本文设计了一款基于OpenGL ES 2.0标准的三维图形处理器芯片,采用了统一渲染架构。该图形处理器采用高效的无裁剪图形流水线结构,消除了裁剪所带来的硬件开销和性能损耗。此外,本文为该图形处理器设计了一个符合IEEE-754标准的三维向量内积(DP3)计算单元,用于固定功能流水线,以提高图形处理器的性能,并消除图形渲染过程中浮点乘加操作的误差,增强了图形处理器的图形渲染鲁棒性。该三维图形处理器每秒能够处理500 M个顶点和8 G个纹素,功耗为1000 mW,采用了28 nm工艺,面积为7.92 mm^(2)。实现结果表明,与之前的工作相比,本文设计的图形处理器的性能-功耗比提高了27.8%。

基于智能电视的三维图形系统的设计与实现

智能电视的功能越来越强大,观众不仅可以通过智能电视观看电视节目,还可以使用智能电视进行游戏等娱乐活动。由于智能电视软硬件资源受限,其往往无法处理大数据量的游戏图形渲染任务。因此,设计并实现一款基于智能电视的三维图形系统。该系统采用多分辨率机制,实现了大数据量下的三维图形绘制。实验证明,所设计的系统具有较好的绘制效果。

气象灾害预警三维图形渲染技术研究与实现

本文介绍了微模块化集成的气象灾害预警三维图形快速加工系统的设计和实现,该系统技术有效提升了预警图三维可视化服务水平,为开展综合气象服务产品研发及相关系统建设提供了新的建设思路。

利用三维Wheeler图形进行地质过程控制下的地震解释方法

当地质学明确提出且将一种自动生成三维Wheeler图形的交互使用方法引入到解释过程中后,出现了一系列新的地震地层解释模式分析技术。Wheeler图形可以贯穿在全部解释过程中,能够清晰地识别地质现象,为我们提供了一个进行快速质量控制和数据分析的有力工具。

基于ArcGIS的三维闪电数据图形显示系统

针对三维闪电探测仪大规模组网后,接收和解算的定位数据大幅增加,国内缺少专用于三维闪电数据监测显示与处理制作方面的软件,使用B/S(Browser/Server)架构结合ArcGIS地理信息平台,Oracle、 SQLite数据库等技术方法,开发了三维闪电数据图形显示系统。利用状态数据接收与解析入库、探测仪实时状态统计等功能模块设计出状态监控子系统;利用定位数据实时统计、历史查询、三维显示等功能模块设计出实时显示子系统,联合具有数据服务产品生成功能的产品制作子系统组成图形显示系统,以国家三维闪电探测网为实际应用背景验证系统功能和运行状况。结果表明,三维闪电数据图形显示系统直观友好、监控及时、功能齐备、产品丰富,是雷电科研领域的有益工具。

基于三维图形的T型逆变器故障诊断

为了进一步提升三电平逆变器的可靠性,提出一种利用三维图形进行故障特征提取的方法。以T型逆变器为研究对象,通过测量T型逆变器输出的各相电压,得到A、B、C三相电压波形,利用三相电压绘制三维椭圆环,通过计算三维椭圆环的质心、平均半径以及偏差向量的平均值和标准差来获得故障特征值;为了提升故障诊断的准确性,利用哈里斯鹰优化算法优化支持向量机分类器参数并进行故障诊断,从而实现对T型三电平逆变器单管及双管故障的准确诊断。通过仿真实验验证了提出的特征提取技术及故障诊断方法的有效性和准确性,实验结果表明:所提方法计算简单,故障诊断精度高。

昆都仑泄洪冲沙洞结构静动力三维有限元配筋计算

昆都仑水库是一座以防洪、供水为主的综合利用的中型水库。为改善水库泄洪条件,新建泄洪冲沙洞并布置于库区右岸山体内。首先,构建了泄洪冲沙洞三维有限元模型,模拟了各结构的精细构造部位;然后,采用三维线性有限单元法对泄洪冲沙洞开展静动力工况下变形、应力分析计算,基于有限元内力法进行内力计算并提出相应配筋方案;最后,进行结构限裂复核验算。选取的配筋计算方案实用可靠,为工程设计提供指导、验证复核作用并成功付诸实施。

GPU加速下的三维快速分解后向投影SAS成像算法

后向投影(back projection,BP)算法是一种精确的时域成像算法,但BP算法的计算复杂度高,难以实现实时性成像,特别是在考虑三维成像时,BP算法的计算复杂度会进一步增加。提出一种应用在合成孔径声纳(synthetic aperture sonar,SAS)上的三维快速分解BP(fast factorized BP,FFBP)成像算法,并利用图形处理器(graphics processing unit,GPU)加速三维FFBP算法。经过对点目标的测试,计算时间从原本的263 s降低到了2.3 s,解决了SAS中的三维成像实时性问题。同时,验证了所提算法在非理想航迹下的成像效果。结果表明,在添加幅度不超过0.1 m(一个波长以内)的正弦扰动时,所提算法对点目标仍有良好的聚焦效果。

基于图形处理技术的三维景观设计系统实现

为提升三维景观设计效率,优化三维景观展示效果,文章中设计了基于图形处理技术的三维景观设计系统。其中,景观设计数据采集模块利用文件读写景观设计数据,运用资源库存储三维景观设计所需基础素材;景观模型场景设计模块以景观设计数据采集模块所获数据为基础,通过地貌模型、建筑物模型、种植树木模型等建立景观三维模型,在生成施工图后,利用三维图形处理技术的坐标矩阵方法渲染模型的三维纹理;数据统计模块统计预算和工程数据,实现三维景观设计。实验结果表明,该系统各功能运行良好,且响应速度快;系统所设计的三维景观可清晰展示景观多细节层次。

基于计算机图形学的三维影视动画制作技术探析

计算机图形学技术在三维影视动画制作中的应用十分广泛,不仅可提高动画整体视觉效果,还可精细化应用特效。虽然我国影视行业起步晚,但也根据自身实际情况引进了计算机图形学技术,以期能够为三维影视动画长远发展奠定坚实基础。受制于多重因素,我国许多影视企业依旧采取小作坊模式,以镜头为单位划分影视动画制作流程,导致计算机图形学技术应用发展深受阻碍。据此本文主要对基于计算机图形学技术的三维影视动画制作进行了详细分析。

我国油气探明储量三维立体图形表征方法探讨

油气探明储量三维立体图形可以反映油气藏空间分布情况,是自然资源三维立体“一张图”的重要组成部分,为油气矿产资源管理和决策提供重要支撑。据此,提出了四种三维立体图形表征方法:含油气面积+井位+构造线、含油气面积+井位、含油气面积+构造线、井位+构造线。其中,含油气面积+井位+构造线适用于有含油气面积分层数据,且钻井资料和区域性构造研究资料都比较丰富的油气田;含油气面积+井位适用于有含油气面积分层数据,区域性构造较为复杂但钻井资料丰富的油气田;含油气面积+构造线适用于有含油气面积分层数据,区域性构造研究资料比较丰富但缺乏钻井资料的油气田;井位+构造线适用于无含油气面积分层数据,有井位和构造线数据的油气田。在实际操作过程中,根据油气田资料情况,结合油气藏类型和纵向层系叠置关系等,选择适合的表征方法。本文研究对于理清油气矿产资源与各种保护区之间空间关系,全面掌握油气资源供应能力和开发利用潜力具有重要意义。

基于深度学习的三维模型重构研究——评《计算机图形学——三维模型处理算法初步:理论与实现》

数字时代三维建模技术已经成为了各个领域中不可或缺的一部分。三维建模技术可以帮助人们更好地理解和分析现实世界中的物体和场景,同时也为虚拟现实、游戏开发、动画制作等方面提供了重要支持。因此,如何高效地重建三维模型成为了当前的研究热点之一。近年来,随着深度学习的发展以及神经网络算法的应用范围不断扩大,三维建模领域的研究也开始逐渐转向深度学习方法。深度学习是一种通过多层非线性变换来提取特征的方法,具有较强的自适应性和泛化能力,能够有效地解决传统三维建模方法存在的一些问题。《计算机图形学——三维模型处理算法初步:理论与实现》以三维模型处理算法为主题,涵盖了计算机图形学领域的多个方面。

图形学技术在交互式三维动画制作软件中的应用

Autodesk Maya,Cinema 4D以及Pr等软件目前在动画制作领域表现出色。通过计算机图形绘制,并结合人机交互的方法,可以将用户的直观感受与系统化图形绘制有效地结合起来,从而提高动画制作效率并缩短制作周期。

工程三维模型的程序化建模算法研究

文章提出了一种工程三维模型自动生成的算法,该算法可以用来开发建筑信息模型(BIM)自动生成系统,从而降低工程设计资料三维可视化的技术门槛。首先设定了算法的假设前提、介绍了算法中的基本原理和基本操作,然后用函数式的表达方式给出了算法中基本操作的程序化表达方式。在这个基础上,用伪代码给出了工程三维模型自动建模算法的基本步骤,并且用一种DSL语言方案来描述了该算法的过程。最后,用了一个工程实例检验了该DSL语言和算法的正确性。

3D图形大揭秘:三维网格与纹理映射

大家好,我是浩然。在上一期中,我们主要学习了图形的边界表示方法。本期,让我们继续探索图形的秘密吧!三角形顶点的表示方法上期我们说到,直接保存三角形的顶点坐标的方式可能会由于浮点数有存储误差,而出现意想不到的问题。小朵,对此你有什么主意吗?

计算机三维动画存在的问题与发展趋势

引言随着计算机硬件性能的不断提升、新算法的应用以及人机交互方式的创新,三维计算机动画技术正在朝着更加智能化和人性化的方向大步发展。三维计算机动画的出现是计算机图形学和动画技术发展的产物,它采用三维模型和动画控制算法生成动画序列,可广泛应用于影视制作、游戏开发、虚拟仿真等领域,极大增强了动画的真实感与高级视觉效果。

基于GPU的星载传感器光照反射三维可视化

为了能准确控制卫星在轨运行的姿态,避免太阳光及其反射光影响光学传感器工作,需要快速计算并绘制出不同时刻太阳光反射至传感器入瞳的光通量变化情况,设计并实现了一种基于图形处理器(GPU)的星载传感器光照反射分析算法,并对分析结果进行了实时三维可视化。首先以太阳为点光源,通过计算太阳位置矢量并利用深度图和渲染到纹理(RTT)技术,实时生成以太阳为视点的卫星表面受光区分析图;然后根据传感器反射镜面在卫星中的相对位置,计算出受光区范围内反射光线能够进入镜面的卫星部位,从而实现星载传感器反射区分析的三维可视化。实验结果表明,该算法具有较高的绘制效率和良好的视觉效果,对航天器光照环境的三维仿真具有一定的参考价值。

校园三维可视化信息系统的设计与实现

随着三维可视化技术的快速发展,将其应用于校园信息化系统,实现信息的立体化展示与交互已是一种趋势。本文采用Web图形库(Web graphics library, WebGL)技术,构建了校园三维可视化信息系统,实现了基于三维的地理信息交互、校园场景漫游、安防信息查询等功能,并提出了三维场景实时渲染与数据动态更新的优化机制,为系统运行的实时性与可靠性提供了技术保障。

物体在三维空间力作用下的平衡问题

分析物体在三维空间力作用下的平衡条件,结合实际问题归纳总结物体在三维空间力作用下平衡问题的解题策略,培养学生科学思维能力.

基于GPU的实景三维模型裁剪算法研究

图形处理器(Graphic Processing Unit,GPU)作为主流高性能计算的加速设备,已越来越多地应用于诸多领域的并行计算中,利用GPU的并行计算能力,可以极大地提高传统算法的计算效率。文章主要研究GPU多线程计算方法与统一计算架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)技术在实景三维模型裁剪中的应用,提出了一种基于GPU的实景三维模型裁剪算法,包括设计了基于面拓扑的多级索引结构,以实现线程内重复交点快速查找;提出了一种轻量多边形三角化方法,优化算法流程;使用多种优化策略,在不影响裁剪网格质量的情况下进一步提高算法的性能。结果表明:根据模型大小与裁剪次数的不同,相较于传统算法,所提方法在单次裁剪的情况下加速比可达13.93,在多次裁剪的情况下加速比可达35.85,显著地提高了模型的裁剪效率。