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GPU加速的仿射算术在几何设计中的应用研究
作 者: 秦阳
导 师: 蔺宏伟
学 校: 浙江大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 仿射算术 并行算法 实时化 隐式曲面网格化 隐式曲面绘制 参数曲面求交 计算机辅助几何设计
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 28次
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内容摘要
仿射算术作为一种可靠的数值计算模型,已经广泛应用于计算机图形学和计算机辅助几何设计中。例如,隐式曲面的绘制和参数曲面求交问题,都可以利用仿射算术予以解决。然而,串行实现的仿射算术算法需要递归进行,因此,仿射算术的串行算法计算效率很低,计算速度较慢。有鉴于此,本文提出了基于GPU加速的仿射算术并行算法,并用于解决隐式曲面网格化和绘制,以及参数曲面求交问题。本文的主要贡献包括:1.提出了一种基于GPU和区间分析的隐式曲面网格化和绘制算法,最终得到光滑的隐式曲面网格表示。2.设计了一种基于GPU和仿射算术的B样条曲面求交算法,和基于CPU的有序抽取交线点的算法,生成了B样条形式的曲面交线。本文中的算法经过大量实验检验,证明是可靠和高效的,隐式曲面网格化和绘制,以及参数曲面求交的速度得到极大的提高,达到实时化的水平。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-11 第1章 绪论 11-18 1.1 研究背景及意义 11 1.2 国内外研究现状 11-16 1.2.1 隐式曲面网格化和绘制 11-13 1.2.2 参数曲面求交 13-14 1.2.3 区间分析方法 14-16 1.3 本章小结及本文贡献 16-18 第2章 基于GPU和区间分析的隐式曲面绘制 18-40 2.1 隐式曲面的区间分析 18-22 2.1.1 张量形式的仿射算术 19-21 2.1.2 一阶区间泰勒模型 21-22 2.2 基于GPU的并行区间分析算法 22-26 2.3 隐式曲面网格化 26-33 2.3.1 非流形连接的检测与校正 26-31 2.3.2 三角剖分和网格平滑 31-33 2.4 隐式曲面绘制结果与分析 33-39 2.5 本章小结 39-40 第3章 基于GPU和仿射算术的B样条曲面求交 40-58 3.1 B样条曲面的相交测试 40-48 3.1.1 B样条曲面的区间分析 40-43 3.1.2 B样条曲面的层次包围盒 43-44 3.1.3 GPU S-eam Reduction算法 44-46 3.1.4 基于GPU的相交测试算法 46-48 3.2 拟合B样条交线 48-52 3.2.1 基于CPU的深度相交测试 49-50 3.2.2 Sequence-joining算法 50-52 3.3 B样条曲面求交的结果与分析 52-57 3.4 本章小结 57-58 第4章 总结和展望 58-61 参考文献 61-65 攻读硕士学位期间主要的研究成果 65-66 致谢 66-67
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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