虚拟人物实时毛发动画

提出了一个基于晶格的机械变形方法。晶格被作为一个粒子系统采用数学方法变形，毛发采用2次B样条插值方法绘制。用元球模型处理毛发和身体表面之间碰撞。发型机械模型具有很高的实时性能和通用性，可以用来模拟各种复杂发型。模型可达到各种绘制背景下准确性和计算速度之间的最佳折中。     

实时毛发建模和动画

提出了基于3D晶格的毛发机械模型和机械变形方法,表现毛发串的体行为,晶格被作为粒子系统采用数学计算变形.毛发机械模型被作为与晶格模型中的各单独头发串片段弹性相关的一系列线性黏弹性晶格弹簧定义.发型足以快速实时表现,同时保留了毛发的特定行为,获得足够的多样性模拟各种复杂发型.用多项式元球模型处理毛发和身体表面之间碰撞.毛发模型具有很高的实时性能和通用性,可达到准确性和计算速度之间的最佳折中.     

动画技巧与实践（二）

五、线条动画 语句LINE可在屏幕上按指定的两点坐标画一直线或矩形框。     

支持高级明暗处理和凸凹纹理映射的硬件体系结构

Ｐｈｏｎｇｓｈａｄｉｎｇ和Ｂｕｍｐｍａｐｐｉｎｇ技术被认为是下一代图形硬件必须支持的基本技术,因而是目前图形硬件研究突破的重点．但到目前为止,尚未找到一种被广泛认可的有效的硬件实现算法．本文对这一研究领域的一些实现方案做了初步的分析比较,试图找到一种有效的新的体系结构,它既能继承图形硬件已有的成果,又能对新的技术提供有效的支持．     

支持高级明暗处理和凸凹纹映射的硬件体系结构

Ｐｈｏｎｇ ｓｈａｄｉｎｇ和Ｂｕｍｐ ｍａｐｐｉｎｇ技术被认为是下一代图形硬件必须支持的技术技术,因而是目前图形硬件研究的重点,但到目前为止,尚未找到一种被广泛认可有效的硬件实现算法。本文对这一研究领域的一些实现方案做了初步的分析比较,试图找到一种有效的新的体系结构,它既能继承图形硬件已有的成果,又能对新的技术提供有效的支持。     

计算机快速动画的方法研究

本文以观测站点对运动目标跟踪的计算机动画模拟为例，提出了大背景中运动目标的动画模拟方法以及其在VB、VC、C＋＋Builder语言中的实现方法。     

用Matlab制作力学过程的实时动画

利用Matlab制作了几个课件,用于力学过程的动态模拟,介绍了课件的内容、原理及实现方法.     

图形硬件技术的发展

多媒体技术的发展是以计算机图形/图象技术的发展为前提的,图形/图象技术发展直接影响着多媒体技术进步的速度和应用水平的高低,而图形/图象又是一个涉及多种产品、多项技术的计算机综合应用领域,为了让本刊读者集中了解图形/图象领域的主要技术、产品及市场状况,本期“产品专题”组织了三篇文章,分别介绍“图形硬件技术的发展”、“如何捕捉视频影像”、“MPEG技术”,希望能对大家有所帮助。     

用TurboC实现图形动画

本文是作者开发的塑机综合测控系统中的一部分，在简要叙述动画生成原理基础之上，着重介绍作者采用的方法。文中程序全部采用 Ｔｕｒｂｏ　ｃ ２．０编程，并在ＳＴＤ—ＰＣ工控机上实现了图形动画。     

基于硬件的实时地平映射

地平映射是用于计算凹凸映射表面阴影的一项技术.在可编程图形硬件上运用并扩展地平映射技术,力求更准确地表达凹凸表面的层次细节.采取在表面切空间对光照向量进行插值的方法,在多遍渲染算法的基础上,使用三维体纹理代替二维地平贴图,一遍渲染即得到较好的实时自阴影效果.     

图形硬件加速的织物自碰撞检测算法

自碰撞检测是织物实时模拟的瓶颈.利用最新的图形硬件特性,设计了织物模拟的自碰撞检测算法.该算法以质点包围球为基本计算单元,仅保存计算得到的第一次发生碰撞的信息,而不需要计算出所有的碰撞对.算法在CUDA平台上实现,通过对核函数的一次调用即可完成自碰撞检测,算法复杂度为O(n).将算法用于由大规模质点构成的织物模拟过程中,试验表明,算法的GPU实现比相应的CPU实现性能提高18倍以上,与两遍渲染算法相比,平均性能也提高了20%左右.     

基于GPU的真实感毛发快速绘制

提出一种基于图形处理器(GPU)加速的真实感毛发快速绘制方法.方法通过混合绘制多层次的半透明纹理层来表示物体表面的毛发效果,并在绘制过程充分运用了GPU的可编程功能.其中采用GPU的顶点绘制器来完成多层网格层顶点位置的计算;采用像素绘制器来实现毛发特殊光照效果的计算.实验表明,通过采用GPU可编程计算,毛发的绘制速度得到了明显提高.方法对中等规模的模型达到了实时的毛发绘制速度,并具有逼真的仿真效果.     

利用GPU实时绘制水墨画效果

系统可实时绘制中国山水画中常见的物体并生成视频输出，它包括5个模块：多通道技术和新型国画山光照模型的山峦绘制模块、基于位移映射的云层模拟、基于纹理运动的瀑布绘制模块、基于广告牌技术的树木绘制模块和实时视频输出模块．前面4个模块利用GPU可编程特性控制其流水线，对任意三维场景，可实时绘制水墨画效果；用户可根据需要对系统中的各个绘制模块进行配置并实时漫游．     

利用GPU对3D角色模型绘制水墨效果

在GPU内利用非线性纹理映射以及模型表面法向量和视点向量之间的夹角来模拟线条的粗细及浓淡变化,解决了在某些视角条件下非线性纹理映射导致的大面积黑斑问题.模型表面的淡墨晕染通过模型上指定的某点位置与其他各顶点连线向量和该点法向量夹角信息进行控制.实现了水墨效果的3D角色在3D水墨效果场景中的实时漫游.     

实时虚拟舞台系统灯光效果的实现

在舞台排练系统中,经常有上百盏不同式样的灯同时照亮场景的情况发生,但是目前图形处理器硬件只支持8盏灯同时点亮,而且大多数渲染引擎只提供点光源、聚光源和方向光源三种灯光模型.为了实时模拟真实的效果,使用了一个称为超级椭圆的光源模型,它可以把各种不同形状的灯的式样预先计算出并保存在纹理贴图中,这样后期计算光强度时只要从纹理中获得即可.此外,还提出如何进行光照优化,减少不必要计算,使所有灯都能发挥作用的方法.通过测试,系统达到了令人满意的实时帧数和效果.     

GPU上的水彩画风格实时渲染及动画绘制

论文提出了一种基于GPU 的对三维场景进行实时水彩画效果渲染的方法。 该方法的大部分过程使用图像空间的技术实现。算法将画面分为细节层、环境层、笔触层分 别渲染,再进行合成。在过程中使用环境遮挡、shadow mapping 等技术进行快速的阴影计算, 并使用图像滤镜的方法模拟水彩的多种主要特征。由于该方法以图像空间的技术为主,因此 可以利用GPU 并行处理的特点对计算过程进行加速,进而达到实时的渲染速度。最后建立 动画脚本分析系统,进行实时动画渲染,表明该方法在计算机动画、游戏等数字娱乐产业领 域有较大的应用潜力。     

实时图像生成系统显示处理算法及其硬件实现

本文总结了一个实时计算机图像生成系统中象素处理器的设计，该系统已投入使用。我们从技术要求，体系结构设计数据结构及算法，硬件实现要点等方面，详细讨论了该系统的设计和实现。     

基于CUDA的大规模流体实时模拟

流体模拟是计算机图形学中一个重要课题。使用基于粒子的光滑流体动力学SPH(smoothed particle hydrodynamics)方法模拟大规模流体的运动需要大量的粒子模拟流体,计算量巨大,传统的方法很难达到实时性要求。为了解决该问题,使用NVIDIA的并行计算架构CUDA(Compute Unified Device Architecture)将SPH方法的全部处理过程在GPU上实现,充分利用了GPU并行计算的性能优势。使用Z-order排列改进已有的并行邻域搜索算法,并通过优化数据结构及存储器分配,有效缓解了SPH方法在GPU架构上的性能瓶颈。实验结果表明,该方法能实时逼真地模拟大规模流体,与已有的GPU方法相比处理速度有显著的提升。     

大规模三维地形与天空场景的实时渲染

大规模三维室外场景包含大量的几何和纹理数据,给实时渲染带来了一定的难度.讨论基于四叉树结构的LOD地形和圆型天空体渲染方法,并在数据结构、可见性判定、算法实现等方面进行了优化,在此基础上,结合OpenGL和Visual Studio2005等工具进行开发和实验.实验结果表明,该方法能够根据不同的地形分辨率及视野范围,进行裁剪和剔除,有效地提高场景渲染的帧数,满足了实时渲染的要求.