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使用GPU编程的光线投射体绘制算法 被引量：33
1
作者 储璟骏 杨新 高艳 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期257-262,共6页
将传统的光线投射体绘制算法在具有可编程管线的图形处理器(GPU)上重新实现.首先将体数据作为三维纹理保存在显存中,然后通过编写顶点程序和片段程序将光线进入点/离开点计算和光线遍历的计算移入GPU中执行,最后根据不同的采样点颜色混... 将传统的光线投射体绘制算法在具有可编程管线的图形处理器(GPU)上重新实现.首先将体数据作为三维纹理保存在显存中,然后通过编写顶点程序和片段程序将光线进入点/离开点计算和光线遍历的计算移入GPU中执行,最后根据不同的采样点颜色混合公式实现不同的绘制效果.文中算法仅需绘制一个四边形即可完成三维重建.实验结果表明:在进行光照效果的重建时,该算法能够达到实时交互的绘制要求,并能实现半透明等复杂绘制效果. 展开更多
关键词 光线投射 图形处理器 体绘制 三维纹理 三维重建
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基于空间跳跃的三维纹理硬件体绘制算法 被引量：16
2
作者 童欣 唐泽圣 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第9期807-812,共6页
本文提出了一种用于加速三维纹理硬件体给制的空间跳跃算法．该算法利用空间跳跃技术，有效地去除了体数据中的空区域，降低了硬件的负载，从而加速了体绘制过程．测试表明对较大规模的体数据，该算法比传统方法节约40％－60％的绘制时间．
关键词 硬件加速体绘制 三维纹理 空间跳跃 图像处理
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基于分类的纹理映射方法综述 被引量：11
3
作者 卢章平 丁立军 戴立玲 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第B09期13-16,共4页
对纹理映射的算法进行分类,从二维纹理映射和三维纹理映射两个大类分别进行阐述.二维纹理映射包括纹理的获取方法和映射方法两部分,映射方法中涵盖了参数化曲面、非参数化曲面和基于小变形的纹理映射方法的介绍.三维纹理映射介绍了基于... 对纹理映射的算法进行分类,从二维纹理映射和三维纹理映射两个大类分别进行阐述.二维纹理映射包括纹理的获取方法和映射方法两部分,映射方法中涵盖了参数化曲面、非参数化曲面和基于小变形的纹理映射方法的介绍.三维纹理映射介绍了基于三维纹理函数的映射,包括三维纹理的定义和映射方法研究;由于在虚拟世界的建造中对真实物体计算机重建的需要,就用于实物计算机三维重建中实物三维表面纹理的提取和映射算法等进行了研究和探讨. 展开更多
关键词 纹理分类 纹理映射 二维纹理 三维纹理 重建
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基于PC硬件加速的三维数据场直接体可视化 被引量：10
4
作者 笪良龙 杨廷武 +1 位作者 李玉阳 卢晓亭 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期2422-2425,共4页
在科学计算可视化中,由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息,所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器(FragmentShader)技术,在当前主流PC机上,实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据... 在科学计算可视化中,由于直接体可视化技术能够反映数据场内部的信息,所以它已经成为近年来研究的重点。通过应用三维纹理和可编程显卡的片段着色器(FragmentShader)技术,在当前主流PC机上,实现了带有完整Phone光照阴影效果的三维数据场直接体可视化。仿真结果表明该方法在医学和军事学的三维数据场可视化中,能够实时生成高质量的体可视化图像。 展开更多
关键词 直接体可视化 三维纹理 片段着色器 阴影渲染
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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 被引量：8
5
作者 朱奭 常晋义 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第6期1884-1887,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 通用并行计算架构 光线投射 三维纹理 纹理映射
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基于三维纹理的雷达探测概率直接体可视化 被引量：6
6
作者 孟慧军 袁修久 +1 位作者 张敬卓 赵学军 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2012年第1期42-46,共5页
针对面绘制技术表现雷达探测效能不充分的缺陷,提出了基于三维纹理的雷达探测概率直接体绘制可视化算法。针对雷达探测数据分布不均匀、重要性不一致等特点,提出了颜色传递函数的设计准则,以此基础设计了传递函数表达式。通过高级传播... 针对面绘制技术表现雷达探测效能不充分的缺陷,提出了基于三维纹理的雷达探测概率直接体绘制可视化算法。针对雷达探测数据分布不均匀、重要性不一致等特点,提出了颜色传递函数的设计准则,以此基础设计了传递函数表达式。通过高级传播模型计算三维雷达探测信息,并使用传递函数将其映射成不同的光学成像参数。建立了计算视觉效果最差情况的角度模型,通过实验方式验证了使用3个备选切片方案代替实时计算采样多边形方法的可行性。仿真结果表明:与面绘制方法比较,文中算法不仅能直观地表现雷达探测范围的整体信息,而且还能清晰地展示雷达探测三维数据场的内部细节。 展开更多
关键词 雷达探测概率 直接体可视化 三维纹理 传递函数
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基于GPU的交互式体数据切割 被引量：4
7
作者 葛军 姜小明 舒华忠 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期428-433,共6页
为实现实时高效的体数据切割操作,提出一种将人机交互和基于GPU的体绘制相结合的切割方法.先通过人机交互生成多个切割体的几何形状并三角化,将其作为基于GPU的光线投射算法的代理面,然后利用深度剥离算法获得光线在所有代理面上的出入... 为实现实时高效的体数据切割操作,提出一种将人机交互和基于GPU的体绘制相结合的切割方法.先通过人机交互生成多个切割体的几何形状并三角化,将其作为基于GPU的光线投射算法的代理面,然后利用深度剥离算法获得光线在所有代理面上的出入射点坐标,并用多个通道完成体绘制.该方法在单个3D纹理上进行,可以实现多个任意形状的切割体切割,在节省GPU内存空间的同时,提高了切割后的绘制效率. 展开更多
关键词 体绘制 图形处理器 3D纹理 人机交互 体切割
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基于三维纹理的水下三维声场直接体可视化 被引量：4
8
作者 杨廷武 王小林 +1 位作者 李玉阳 笪良龙 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期322-323,共2页
声波是潜艇进行水下目标探测的最有效手段,因而在潜艇水下作战环境三维可视化研究中,水面舰船和水下潜艇声能场的可视化是核心技术之一,应用硬件加速的三维纹理技术实现了三维声场直接体可视化。仿真结果表明该方法在三维声场可视化中,... 声波是潜艇进行水下目标探测的最有效手段,因而在潜艇水下作战环境三维可视化研究中,水面舰船和水下潜艇声能场的可视化是核心技术之一,应用硬件加速的三维纹理技术实现了三维声场直接体可视化。仿真结果表明该方法在三维声场可视化中,能够实时生成高质量的体可视化图像。 展开更多
关键词 三维声场 直接体可视化 三维纹理
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基于OpenGL的三维可视化以及交互裁剪应用 被引量：4
9
作者 管琛琛 李光 +1 位作者 赵富宽 罗守华 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第A02期240-242,共3页
通过对于医学图像可视化方法的研究,实现基于GLSL的带有交互裁剪等多种功能的三维纹理体绘制应用。该应用能使医生更加方便地观察医学图像数据内部结构,同时将多平面显示结果与体绘制结果合并显示以方便医生在观测到具体位置时获得更好... 通过对于医学图像可视化方法的研究,实现基于GLSL的带有交互裁剪等多种功能的三维纹理体绘制应用。该应用能使医生更加方便地观察医学图像数据内部结构,同时将多平面显示结果与体绘制结果合并显示以方便医生在观测到具体位置时获得更好的细节信息。实验结果表明:所实现应用可以对常见医学图像序列进行三维可视化并可以交互显示内部细节,交互性能好,切割速度快,效果逼真。 展开更多
关键词 可视化 体绘制 三维纹理 OPENGL OpenGL着色语言 裁剪
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基于八叉树编码的CUDA光线投射算法 被引量：4
10
作者 康健超 康宝生 +3 位作者 冯筠 王国栋 赵建东 唐斌 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期36-41,共6页
目的针对传统的GPU光线投射算法绘制效果差,绘制效率低的问题,在CUDA架构上对光线投射算法进行优化和加速。方法首先采用八叉树对体数据进行编码,有效地剔除体数据中对重建图像无贡献的部分;其次,将体数据绑定到三维纹理上,根据体数据... 目的针对传统的GPU光线投射算法绘制效果差,绘制效率低的问题,在CUDA架构上对光线投射算法进行优化和加速。方法首先采用八叉树对体数据进行编码,有效地剔除体数据中对重建图像无贡献的部分;其次,将体数据绑定到三维纹理上,根据体数据大小分配线程,每条光线与体数据求交时采用并行计算;最后,在CUDA内核中实现光线投射算法。结果仿真实验结果表明文中算法可以将传统GPU光线投射算法的绘制速度提高7～15倍,并增强算法的绘制效果。结论算法对传统的GPU光线投射算法的绘制速度和效果都有提高。 展开更多
关键词 光线投射算法 通用并行计算架构 八叉树 三维纹理
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基于计算机图形处理器加速的体绘制 被引量：2
11
作者 姜琼 孔明明 林海 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2285-2287,2291,共4页
可编程顶点渲染器和片元渲染器已成为新一代图形处理器(GPU)的标志。应用可编程渲染器带来了许多过去由固定渲染器无法得到的复杂图像效果和三维环境的真实感。图形硬件的可编程能力也扩展了硬件加速的直接体绘制算法,提高了它的交互性... 可编程顶点渲染器和片元渲染器已成为新一代图形处理器(GPU)的标志。应用可编程渲染器带来了许多过去由固定渲染器无法得到的复杂图像效果和三维环境的真实感。图形硬件的可编程能力也扩展了硬件加速的直接体绘制算法,提高了它的交互性能和图像质量。我们充分利用硬件加速支持的三维纹理、片元渲染器,实现了硬件加速的体绘制。 展开更多
关键词 直接体绘制 三维纹理 多维传输函数 图形处理器
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体绘制的任意曲面切割方法 被引量：2
12
作者 李衷怡 张浩 +1 位作者 李利军 胡耀华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第33期60-63,共4页
为了在体绘制的过程中,响应用户的实时交互以及对体数据进行切割。论文提出了一种预计算外部轮廓,基于ConstructiveSolidGeometry(CSG)的方法来进行切割的方法。预先计算的外部轮廓在整个体绘制过程中完成界定体元绘制的边界和进行切割... 为了在体绘制的过程中,响应用户的实时交互以及对体数据进行切割。论文提出了一种预计算外部轮廓,基于ConstructiveSolidGeometry(CSG)的方法来进行切割的方法。预先计算的外部轮廓在整个体绘制过程中完成界定体元绘制的边界和进行切割交互的功能,因此提高了体元绘制和切割的效率。引入外部轮廓几何体之后,采用基于CSG的方法来进行交互式切割,保证了原有外部轮廓和切割体各自内部的拓扑关系。最后,通过对纹理坐标的实时计算,实现3D纹理的映射。论文借助于现有可编程图形流水线的功能实现该方法,完成了高效率的实时交互和绘制。 展开更多
关键词 体绘制 曲面切割 CSG 3D纹理
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三维城市模型在“数字泉城”中的实现和应用 被引量：3
13
作者 杨娜 王鸿 梁坤 《城市勘测》 2008年第5期27-30,共4页
三维城市模型通过多年的研究和应用,已经在各个领域得到了广泛的应用,特别是在城市规划、城市建设中起到了重要作用。本文通过"基于数字技术的城市规划决策管理三维支持系统"介绍了三维城市模型的实现,纹理获取以及三维城市... 三维城市模型通过多年的研究和应用,已经在各个领域得到了广泛的应用,特别是在城市规划、城市建设中起到了重要作用。本文通过"基于数字技术的城市规划决策管理三维支持系统"介绍了三维城市模型的实现,纹理获取以及三维城市模型在城市规划中的意义,推动"数字泉城"建设。 展开更多
关键词 三维城市模型 三维纹理 数字泉城 规划决策
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基于三维纹理的医学体数据实时切割 被引量：3
14
作者 付宜利 肖永飞 +1 位作者 高文朋 邢坤 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期372-377,共6页
随着三维数据可视化的不断发展,传统的体绘制方法如Ray-casting、Splatting、Shear-warp算法等已经不能满足用户在虚拟环境中对图像质量、实时性和交互性方面的要求。本研究提出了一种基于三维纹理的体数据任意面切割方法,利用计算机硬... 随着三维数据可视化的不断发展,传统的体绘制方法如Ray-casting、Splatting、Shear-warp算法等已经不能满足用户在虚拟环境中对图像质量、实时性和交互性方面的要求。本研究提出了一种基于三维纹理的体数据任意面切割方法,利用计算机硬件支持的三维纹理技术和任意切面像素提取算法,构建了一种新颖的可观察医学体数据任意切面的软件仿真平台。实验证明该平台能以大于30帧/s的帧率实现体数据的交互重建和任意面的实时切割,且能得到清晰的切面图像,在医学分析、培训和临床辅助诊断方面有着广泛的应用前景。 展开更多
关键词 三维纹理 虚拟场景 任意面切割 实时
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毛发的结构造型方法 被引量：1
15
作者 张晓鹏 吴恩华 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第9期897-903,共7页
人物的绘制是当今计算机图形学中的一项重要任务，特别吸引人的是头发的生成技术．头发生成技术的难点在于其精细的形状和庞大的数量．文章针对头发提出了弯曲纹元和三维纹理体的概念，并给出了它们的数学表达式以及对不同发型的描述方... 人物的绘制是当今计算机图形学中的一项重要任务，特别吸引人的是头发的生成技术．头发生成技术的难点在于其精细的形状和庞大的数量．文章针对头发提出了弯曲纹元和三维纹理体的概念，并给出了它们的数学表达式以及对不同发型的描述方法．弯曲纹元和三维纹理体是一般三维纹理的结构．带三维纹理的景物是由弯曲纹元和三维纹理体构成的，三维纹理体可再分成多个弯曲纹元，因而指明了三维纹理空间的结构，并解决了三维纹理曲面的造型问题． 展开更多
关键词 三维纹理 毛发 结构造型 计算机图形学
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三维重建表面任意切面图像提取及映射有效方法 被引量：1
16
作者 傅由甲 洪雄 +1 位作者 张建勋 杨长辉 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第9期3548-3549,3565,共3页
针对三维重建表面模型的任意切面纹理显示,分为3D纹理采样和切面纹理映射两阶段。前者通过模型包围盒及模型横断面轮廓定位纹理部位并去掉图像背景,经采样形成多精度3D纹理;后者先计算剖切平面和模型及纹理空间中包围盒交面,然后利用向... 针对三维重建表面模型的任意切面纹理显示,分为3D纹理采样和切面纹理映射两阶段。前者通过模型包围盒及模型横断面轮廓定位纹理部位并去掉图像背景,经采样形成多精度3D纹理;后者先计算剖切平面和模型及纹理空间中包围盒交面,然后利用向量叠加原理及立方体线性插值方法快速提取纹理空间的交面图像,经A lpha测试后映射到模型空间相应切面上,形成具有切面纹理的剖切模型。实验表明,该方法克服了面绘制技术不能体现内部数据的缺点,有效地提高了大数据量模型任意剖切面纹理绘制速度。 展开更多
关键词 三维重建 面绘制 3D纹理 任意剖切 纹理映射
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高质量的三维纹理硬件体绘制 被引量：2
17
作者 胡慧君 费耀平 李敏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第17期188-190,235,共4页
与光线投射法相比,传统的3D纹理体绘制算法通常难以产生高质量的图像。为了增强渲染图像的真实感与质量,在基于GPU(Graphics Processing Unit)的三维纹理体绘制过程中以交互的速率实现了体阴影效果,并考虑现实图像合成中的可视化感知,... 与光线投射法相比,传统的3D纹理体绘制算法通常难以产生高质量的图像。为了增强渲染图像的真实感与质量,在基于GPU(Graphics Processing Unit)的三维纹理体绘制过程中以交互的速率实现了体阴影效果,并考虑现实图像合成中的可视化感知,提出将基于GPU的高动态范围色调映射技术应用到体绘制得到的结果图片中。最后对一些体数据集进行绘制,实验表明这些技术较好地解决了传统纹理绘制方法的缺点,提高了图像的质量。 展开更多
关键词 三维纹理 图形处理器 体阴影 色调映射
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运用八叉树3D纹理实现CFD数据场的直接体绘制 被引量：1
18
作者 刘晓平 翁晓毅 +1 位作者 陈皓 曹力 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2005年第3期60-65,共6页
基于3D纹理的直接体绘制算法可以在保证图像质量的同时达到较好的交互性能,但由于纹理内存的限制,大规模数据场的3D纹理直接体绘制比较困难。作者提出了一种适用于计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)数据场的八叉树3D纹理分... 基于3D纹理的直接体绘制算法可以在保证图像质量的同时达到较好的交互性能,但由于纹理内存的限制,大规模数据场的3D纹理直接体绘制比较困难。作者提出了一种适用于计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)数据场的八叉树3D纹理分割算法。该算法首先对数据场进行层次分割,然后根据CFD数据场的四面体网格特点插值生成规则网格数据场,最后生成基于八叉树结点的3D纹理子块。试验证明该算法可以较好地实现CFD大规模数据场的直接体绘制,渲染速度基本达到交互性的要求,较好地体现数据场内部的层次与结构关系。 展开更多
关键词 计算机应用 直接体绘制 八叉树 四面体网格 3D纹理 计算流体力学
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基于CUDA的体绘制GPU加速算法 被引量：1
19
作者 吴磊 王彬 《生命科学仪器》 2009年第9期-,共4页
本文主要是针对传统意义上的体绘制的经典算法——光线投射算法,在已有的GPU加速的基础上,提出了利用CUDA实现对算法的优化和加速。具体来讲,首先需要将体数据以三维纹理的形式储存在GPU的显存中,之后利用CUDA的并行处理能力对显存中的... 本文主要是针对传统意义上的体绘制的经典算法——光线投射算法,在已有的GPU加速的基础上,提出了利用CUDA实现对算法的优化和加速。具体来讲,首先需要将体数据以三维纹理的形式储存在GPU的显存中,之后利用CUDA的并行处理能力对显存中的数据进行相应的处理,主要包括:生成存储顶点灰度值和颜色的纹理数组,计算顶点梯度,实现坐标系的转换,确定有效光线,利用Phong光照模型来求得光线上各等距采样点的反射分量,最后利用累加函数求得屏幕上每一点的像素值。实验结果表明:我们利用CUDA对光线投射算法的实现比传统的GPU加速算法大大提高了速度和成像质量。 展开更多
关键词 光线投射 三维纹理 三维数据场 PHONG光照模型 数据重建
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基于GPU的实时光线投射算法 被引量：1
20
作者 何晶 陈家新 黎蔚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第9期40-42,共3页
介绍了一种基于GPU(可编程图形处理单元)的快速实时光线投射算法。为满足大规模体数据集的绘制要求,利用当前GPU的新特性,直接将体数据作为纹理载入显存,采用预积分分类方法在GPU中对体数据进行重采样和分类,避免了计算机主内存与GPU纹... 介绍了一种基于GPU(可编程图形处理单元)的快速实时光线投射算法。为满足大规模体数据集的绘制要求,利用当前GPU的新特性,直接将体数据作为纹理载入显存,采用预积分分类方法在GPU中对体数据进行重采样和分类,避免了计算机主内存与GPU纹理内存之间数据交换的瓶颈问题;利用硬件支持的三维纹理和片元着色器,实时计算每个体素的梯度,实现高质量的光照,保证高质量的图像绘制效果。实验结果表明该方法在医学三维数据场可视化中,能够实时、高效地生成高质量的交互式体可视化图像。 展开更多
关键词 光线投射 可编程图形硬件 片段着色器 三维纹理
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