3D游戏引擎渲染内核架构及其技术

一款游戏图形引擎的优劣直接决定了它今后的市场走势以及游戏整体质量的层次。对于强调画面的3D游戏而言,图形引擎便是它最至关重要的外表。现在业界和学术界对于图形引擎渲染器的架构没有形成统一的标准。在研究分析和实践的基础上,提出了一个由三维模型子系统、场景管理子系统和特效子系统构成的3D游戏引擎渲染内核架构,介绍了每个子系统与相应模块的作用,以及几个重要模块常用的实现技术。

基于纹理渲染的分形图案设计

传统分形图案的纹样在表现实际景物特征方面存在不足。针对这一问题,提出了一种基于纹理渲染的分形图案设计概念和技术,并改进了W e i的点匹配纹理合成算法,即首先用2维自相关函数先分析纹理的构成和分布,然后确定合成的L形邻域大小,最后将分形图案作为结构约束,并在HSL颜色空间上控制色彩渲染,实现了结构约束的纹理合成,并通过选择两个特殊的分形数集来进行实验,生成了既有样图纹理特征,又能控制色彩变化的分形图案。

基于子块的三维网格模型检索

针对三维模型检索中如何准确计算模型间相似性问题,提出用子块局部相似性计算不同模型整体相似性的三维模型检索新方法.把经过线性细分和姿态调整的三维模型分割成不同的子块,构造每个子块的法向量直方图.采用从局部到整体的过程计算任意两个模型的相似度:根据直方图相交函数计算模型对应子块的局部相似性,结合子块点密度及局部相似性,采用改进的相似函数计算得到不同模型的整体相似度.和一些相似的检索算法比较,子块方法可以得到比较好的检索准确率.

无线传感器网络的路由协议设计研究

集成了传感、计算和通信技术的无线传感器网络是普适计算模式的一种典型应用。简要地介绍了无线传感器节点及其网络的体系结构 ,分析了无线传感器网络不同于传统网络的特点 ,重点阐述了在无线传感器网络的路由协议设计中需要考虑的重点与难点 ,并结合应用需求提出了几点设想。

一种快速相容三角剖分算法

提出了一种基于凹多边形凸分解的相容三角剖分方法。先将凹边形分解成凸多边形,再对子多边形进行三角剖分,即可实现相容三角剖分。在最坏的情况下添加O(jk)个辅助点,时间复杂度为O(jn+nlogn+jklogn)

三维CAD特征模型的多分辨率造型

为满足工业界对特征表示的三维CAD模型的特殊需求,提出了一种新型三维CAD模型的多分辨率造型方法,解决了传统多分辨率造型方法的许多不足:简单基于模型几何操作、不含工程设计信息和无法根据设计意图简化等.通过分析特征间的相互依赖关系,设计了一种"去依赖特征抑制"(de-dependence feature suppressing,DDFS)操作,以实现模型的任意层次简化.实践表明,该多分辨率造型方法不但可以大大降低模型复杂度,而且其简化模型更加符合工程设计人员的意图.

基于分层MRF模型的抗抖动视频分割算法

提出了一种新的抗摄像机频繁抖动的视频分割算法.采用分层马尔可夫随机场(MRF)模型对视频各帧图像进行多分辨率建模,利用视频序列中帧图像的空间关系来提高分割的准确性,通过Gibbs采样算法求得最大后验概率(MAP),从而实现在摄像机抖动情况下对视频目标的准确分割.在强光、多目标以及复杂背景等情况下对视频序列的车辆目标进行分割.经过实验对比,新算法的分割效果明显优于背景累积相减分割算法以及高斯混合模型方法.

逆向工程中复杂拓扑关系的三角网格构造

三角网格构造是逆向工程CAD建模技术中的一个重要步骤。提出了一种针对扫描线点云数据的三角网格构造方法,该方法的核心思想是合并同层的扫描线,并且标记合并后扫描线的间断点,以便三角网格构造和拓扑结构建立。该方法解决了对于包含分叉和内孔特征的三角网格的构造问题。

特征保持的大规模点云曲面自由变形

针对大规模点云模型,提出一种简略图的表示方式,记为ObbGraph,在此基础上,给出一种特征保持的大规模点云曲面的变形方法.该方法首先针对大规模点云曲面建立ObbGraph结构,然后通过对ObbGraph的变形来驱动原始点云模型的变形.ObbGraph的建立基于OBBTree的构建以及有向包围盒的相交测试,ObbGraph的变形则通过非线性优化每个节点的仿射变换而实现,原始点云模型的变形由ObbGraph每个节点的仿射变换的线性组合得到.通过约束每个节点的仿射变换尽量为刚体变换,能够较好地保持原始模型的特征.实验结果表明,对于大规模点云曲面的变形,该方法计算简单、速度快,能够较好地保持几何特征,是一种行之有效的方法.

两种DCT交流系数分布模型的比较

针对离散余弦变换(DCT)系数分布模型类型存在的异议,研究并比较了拉普拉斯模型和广义高斯模型.对于给定的样本,利用最大似然法估计两种模型的参数,同时采用χ2检验和KS检验对估计结果进行检验.检验时对样本数据进行了预处理,包括舍弃极少数严重偏离检验范围的奇异点和选取适当的样本划分精度.检验结果表明,广义高斯模型比拉普拉斯模型更准确地反映了DCT交流系数的分布.

二维手绘草图的非均匀α-B插值样条曲线表示的方法研究

根据非均匀α-B插值样条曲线的一般形式,结合非均匀α-B插值样条曲线的形状调配方法,产生了一种新方法来解决二维手绘草图的表示问题。在二维草图中,研究了基于非均匀α-B插值样条曲线的草图表示、草图生成、草图修改以及草图缩放的算法。这种表示方法模型统一,生成插值点的算法简单,适合分布式网络环境下的实时协作。表示后的草图缩放具有向量图缩放的优点,设计人员可以在缩放后的草图上进行形状调配。

基于GCC的交叉编译器研究与开发

随着日前越来越多嵌入式系统的飞速发展,必须快速有效地为之开发合适的交叉编译器。因为GCC(GNU(Compiler Collection)是非常优秀的交叉编译器而且具有很好的可移植性,所以移植GCC是一个非常正确的方法。以交叉编译系统ZLTCG的开发为背景,详细分析了交叉编译系统GCC的体系结构,对其高度可移植性所依赖的中间表示和机器描述技术进行了深入研究,并在此基础上阐述了如何基于GCC构造用于嵌入式系统开发的交叉编译器。介绍了GCC的内核和工作机制,特别是RTL(Register Transfer Language)代码和汇编代码的生成以及解释GCC的移植方法和移植实例,对测试方法进行了探讨。

基于特征数据交换的异构CAD协同设计

产品数据交换技术是异构CAD实现协同设计的重要基础。为此,介绍了一种新的基于特征的CAD数据交换方法,以定义造型功能映射集合为基础实现数据交换,可保存高层设计意图;提出了基于特征数据交换的异构CAD协同设计系统,研究了特征数据交换、数据共享、协同设计Agent等关键技术;给出了实现该技术的方法。

支持分布式异构地理数据共享与集成的GIS设计与实现

随着GIS技术的发展和社会应用需要的扩大 ,分布式异构地理数据的共享与集成成为GIS应用系统开发中迫切需要解决的问题。在分析目前地理数据共享与集成方法不足的基础上 ,提出了基于中间件和XML的解决方案 ,并实现了一个灵活、高效、跨平台、可扩展的GIS平台。

基于PARASOLID的CAD系统开发

以SketchUp等CAD系统为原型,研究了基于PARASOLID的CAD系统开发的三个关键步骤,即系统框架的构建、三维建模功能的完善以及约束规则的建立。整个架构对于其他平台上的CAD系统开发具有指导意义,也可以为进一步研制手绘CAD系统以及概念设计CAD系统提供基础。

基于特征的CAD数据交换方法研究

分析了现有产品数据交换方法的基本特点并指出其不足之处,提出了一种基于特征的CAD数据交换方法,这种以定义造型功能映射集合为基础的新方法实现了不同CAD系统之间高效的数据交换,可保存高层设计意图。在Inventor和SolidWorks上初步实现了拉伸、旋转、扫描、圆角等几种特征数据交换,验证了方法的可行性。

DenseNet-centercrop:一个用于肺结节分类的卷积网络

为解决由肺部CT图像对肺结节进行良恶性分类的问题,提出了一个新颖的端到端深度学习网络DenseNet-centercrop。通过在原有的DenseNet结构中的稠密块间增加新的分支,引入了中心剪裁操作。该网络结构具有2个优势:(1)不仅最大程度保留了DenseNet的结构,而且将其稠密连接机制扩展到了稠密块水平,大大丰富了肺结节的多尺度特征。(2)参数量较少,是一种轻量化的网络结构。将基于该网络的肺结节良恶性分类方法在LIDC-IDRI数据集上进行评估,实验结果表明,DenseNet-centercrop极大地提高了DenseNet的性能,较现有的其他肺结节良恶性分类方法具有更高的AUC分值和分类精度。

基于MIPSX的模拟器研究与移植

在开发基于MIPSX的嵌入式系统IDE的背景下,介绍了目标系统MIPSX,分析了一个界面友好、功能强大的MIPS模拟器SPIM的代码和工作流程,在此基础上阐述了移植SPIM以支持MIPSX的流程。探讨了文法、指令模拟和可执行文件读取等几个重要环节。

基于嵌入式系统的交叉汇编器的研究与实现

本文论述了一个基于嵌入式系统的GNU交叉汇编器的研究与实现。首先介绍了目标处理器的体系结构,然后分析了GNU汇编器的一些基本数据类型和它的工作机制,最后论述了如何从GNU汇编器移植到目标机为MIPSX处理器的交叉汇编器。

基于移动客户端的三维产品展示与定制

本文提出了一种允许工程师及其他人员通过具有无线网络功能的PDA设备查看并定制3维产品的方法以及其软件实现。随着无线通讯技术的发展,手持电脑可以轻易的连接到网络上。手持设备本身硬件导致的运算能力不足可以通过 client-server模型解决。该模型将复杂的计算工作转移到服务器端进行,而将结果传回到PDA设备上,这里使用特殊的 HSF格式从服务器端向客户端发送产品数据。采用本文开发的系统,无论在哪里,使用者都可以欣赏并定制自己喜欢的 3D产品。