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VR世界的新动力—NVIDIA cg编程语言

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电脑新时代 2002年第12期 96-98页

作者： Spiceboy

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基于cg的Shader技术在视景系统开发中的应用研究

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系统仿真学报 2007年第4期19卷 758-761页

作者：李勋祥孙亮陈定方李文锋武汉理工大学

基于cg的Shader技术是当今计算机图形领域中的前沿,结合显卡的硬件渲染技术,对视景系统中的水面流体特效如光照、HDR、凹凸纹理贴图等进行顶点与象素的编程,用极少的系统消耗实现了高性能的视觉仿真效果。和传统的mipmaping算法相比,采... 详细信息

基于cg的Shader技术是当今计算机图形领域中的前沿,结合显卡的硬件渲染技术,对视景系统中的水面流体特效如光照、HDR、凹凸纹理贴图等进行顶点与象素的编程,用极少的系统消耗实现了高性能的视觉仿真效果。和传统的mipmaping算法相比,采用基于cg的Shader多重分辨纹理的技术可以大大减少多重细节变化所需的纹理数量,实现平滑的纹理细节级别变化。虚拟驾驶模拟器作为相关技术的解决方案和应用实例进行了介绍。

关键词： cg语言视景系统水波模拟多重分辨纹理

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基于图像空间的复杂模型碰撞检测算法

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计算机工程与设计 2007年第15期28卷 3675-3677,3681页

作者：朱连章庄华中国石油大学计算机与通信工程学院山东东营257061

提出一种使用图形硬件用于复杂模型间的快速的碰撞检测算法。算法是基于CULLIDE的执行GPU可见性查询来减少物体模型间没有邻近特征的子集,描述了一个分类方案计算物体潜在碰撞集和碰撞自由子集,提高了裁减的性能。为了减少CPU的负载,利... 详细信息

提出一种使用图形硬件用于复杂模型间的快速的碰撞检测算法。算法是基于CULLIDE的执行GPU可见性查询来减少物体模型间没有邻近特征的子集,描述了一个分类方案计算物体潜在碰撞集和碰撞自由子集,提高了裁减的性能。为了减少CPU的负载,利用GPU的可编程性,在GPU上进行精确的物体相交计算。

关键词：碰撞检测可编程图形单元(GPU) 通用计算潜在碰撞集(PCS) 流计算 cg语言

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基于Ogre 3D引擎的真实感树木动态模拟

基于Ogre 3D引擎的真实感树木动态模拟

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作者：傅天爽哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

树木是自然界中最常见的植物个体，形态万千，种类众多且结构复杂，高真实感的虚拟树木3D模型在虚拟现实技术中占有重要地位。随着计算机的发展，在影视游戏、园林景观、小区建筑漫游等场景中，树木的动态模拟能增加自然场景的真实感，... 详细信息

树木是自然界中最常见的植物个体，形态万千，种类众多且结构复杂，高真实感的虚拟树木3D模型在虚拟现实技术中占有重要地位。随着计算机的发展，在影视游戏、园林景观、小区建筑漫游等场景中，树木的动态模拟能增加自然场景的真实感，是自然场景中的重要研究课题，也成为近年来诸多国内外研究学者的研究重点，同时也具有一定的难度。本文是在园林景观与小区场景仿真的工程背景下，完成高真实感的树木建模以及其在风场中自然摇曳的动态模拟。基于OGRE3D渲染引擎，实现了树木的绘制与场景管理，并且结合Shader高级编程语言，完成了树木的动态模拟。与目前现有的方法相比，本文建立的虚拟树木模型真实感强，计算量适中，且有更加优秀的动态模拟表现，利用GPU（Graphic Processing Unit）优异的硬件图形加速处理能力，替代传统CPU（CentralProcessing Unit）的软加速，提高了系统的运算效率。首先，本文采用分形理论，基于Bezier曲线特性实现了树木枝干绘制，4个控制点的3次Bezier曲线的应用技术成熟、经典，计算量较低，对曲线的控制能力较强，且易于实现二次连续拼接，能够很好地模拟树木枝干的自然弯曲与表面突起、凹陷等。采用2.5维替代物技术完成树叶的渲染，与其他基于图像的渲染方法相比，这种方法渲染的模型具有深度信息，可以在视觉上表现出三维立体效果。针对树木的动态模拟，采用加入高斯白噪声的阵列天线波束方向图模拟阵风风速模型，将Bezier曲线控制多边形控制点等效为质点，通过对曲线的控制点的受力分析以实现树木在风场中的动态模拟，并采用cg编程语言完成，利用具有并行计算特性的GPU，提高了系统的运算效率。最后，本文给出了在PC机上基于OGRE的虚拟树木动态模拟的实现流程以及仿真结果，并对结果进行分析，树木模型真实感强，能够模拟自然摇曳的状态，证实了本文提出方法的可行性与优越性，并分析了不同场景对树木模型的要求，为今后的工作奠定了基础，指明方向。

关键词：树木建模 Bezier曲线 OGRE3D引擎动态模拟 cg语言

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硬件加速的CAD显示技术研究

硬件加速的CAD显示技术研究

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作者：英正明浙江大学

学位级别：硕士

在过去CAD的显示中，开发人员不能同时实现真实的图像和良好的人机交互，而必须在两者之间权衡。随着计算机图形硬件的飞速发展，我们已经可以两者兼顾，距离在CAD中的实时照片级真实感图像显示的目标越来越近了... 详细信息

在过去CAD的显示中，开发人员不能同时实现真实的图像和良好的人机交互，而必须在两者之间权衡。随着计算机图形硬件的飞速发展，我们已经可以两者兼顾，距离在CAD中的实时照片级真实感图像显示的目标越来越近了。图形硬件的发展，不仅表现在速度的飞速提高，还表现在功能的不断增强。在本文中，作者将一些硬件加速的技术应用于CAD显示，使得CAD可以显示更加真实的光照，更多种类的物体，以及实现更多的其它功能。本文第一章介绍了OpenGL扩展功能、硬件加速的可编程着色等图形硬件的新功能，它们是本文方法的基础知识。象素光照是在向照片级真实感图像发展中的一大步。相对传统的顶点光照，它展示了更多的细节和更精确的光照效果。使用硬件的象素计算功能，可以实时地完成象素光照的计算。本文第二章首先介绍了象素光照在图形硬件上的实现方法。然后作者提出了面光源的软阴影生成算法，借助硬件的增强实现了面光源软阴影的实时生成和显示。具体工作为：在线光源软阴影生成算法的基础上，作者提出了运用快速面积估计生成面光源的软阴影的算法。这个算法解决了线光源软阴影生成算法阴影过渡不真实的缺陷，可以实时生成较为真实的面光源软阴影。借助于硬件的帮助，我们还可以实时生成和显示轮廓线和剖面线。本文第三章第一节介绍了三种不同的硬件加速的显示轮廓线方法，并比较了三种方法的结果。在第二节，作者提出并实现了使用模板缓存和剖面纹理贴图的剖面线生成和显示方法，可以实时地显示剖面线，并在此基础上，提出了使用cg语言实时地生成反走样的剖面纹理的方法。在第四章中，作者提出了基于深度缓存的CAD装配体实时冲突检测算法：作者首先提出了一个针对简单零件的基于单深度缓存冲突检测算法，在此基础上，利用深度剥离技术，给出了基于多深度缓存的针对复杂零件的精确的冲突检测。用户可以决定是使用单深度缓存获得较不精确的冲突检测，还是使用多深度缓存获得精确的冲突检测。两种方法都可在实时场合使用。前三章中各种方法对图形硬件资源的占用可能会引起冲突，第五章中作者讨论了如何修改传统的显示流程来容纳前面三章提出的所有的效果和功能，而同时保持最大的性能。最后，作者总结了全文的内容并对未来CAD显示的发展方向提出了自己的看法。

关键词： CAD显示象素光照显示轮廓线 cg语言冲突检测算法

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