1、硬件的通用计算的研究，研究人员已经成功的将图形硬件用于科学计算计算几何图像处理物理仿真等领域。针对的可编程性，已经出现的大量的开发语言。最早的开发语言是汇编指令，方面它依赖于特定的，另方面对于数千条指令的大型着色器的开发十分困难。这种情况下，出现了多种高级着色语言，其中包括中的着色语言，公司的，微软公司的等，它们都采用了高级语言的形式，对比汇编指令具有高开发效率，易于理解和重用，易于调试和维护等特点。为了更好地实现与的“协同处理”，和出现了。是用于计算的开发环境，使用替代来处理数据计算工作，并对所进行的计算进行内存分配和管理。则是个由以及其它类型的处理器组成的异构平台编写程序的框架。除了扩展了用于图形生成之外的能力，还提供了基于任务分割和数据分割的并行计算机制。尽管已经有了多种高级着色语言和。

2、所谓布料模拟技术，其基本方法就是根据合适的布料结构模型，利用相关力学公式进行推导，并实时更新以达到真实的模拟效果。在动画游戏等场景中，布料的出现也非常常见，如虚拟的桌布，人物服饰，游戏人物披风等。布料模拟仿真的应用包括虚拟试衣三维服装设计软件三维动画技术等各大领域。另外，流体运动状态模拟也是影视游戏和仿真领域中的个重要元素如图，是物理仿真领域和计算机图形学的个研究热点。模拟不可压缩流体使用光滑流体粒子动力学，方法，该方法的基于粒子的性质允许研究人员简单明了的处理细节，例如水滴飞溅和小水滴的模拟。基于的方法，只考虑周围定范围的粒子对个粒子的影响，这个范围就是光滑核半径。确定合理的光滑核半径大小，能在保证仿真效率的情况下，得到准确模拟效果。图虚拟场景中流体的模拟流体与布料碰撞过程的动态仿真，即流。

3、。是基于架构的计算处理器，它的工作内容仅是高密度并行计算，不涉及计算及视频输出。自发布以来，就得到了不同用户群的广泛支持。它的特点毋庸置疑，就是利用强大的并行计算能力打造小型化经济化的个人超级计算机，又具有成本低功耗低体积小等特点。图如图所示，即为本人在该课题所使用的主流计算卡是在年月推出的款高端专业图形卡，基于图形处理器，采用台积电工艺制造，并且支持卡。图形处理器是个大的芯片，集成晶体管数量多达多亿个，内部包括组阵列，每组包含个流处理器，万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文总计个为了提高良品率，最终只开启了其中的组，即个。的核心频率为，浮点性能单精度双精度。显存位宽是，容量搭配并支持错误校验，带宽为。并使用个位内存接口连接。工作频率是兆赫兹，内存兆赫兹。目前，越来越多的人开始致力于基于图形。

4、系统软硬件环境图形硬件的最新发展及应用渲染基本功能渲染管线与可编程管线并行计算早期计算和编程本章小节第章关键技术的研究布料的模拟计算基于的流体模拟技术方法算法思想网格点采样与粒子邻接表技术流布耦合技术基于动态边界的流布耦合算法膨胀式粒子布料连续碰撞检测方法使用加速本章小节第章仿真系统设计与实现编程框架布料模拟流程流体粒子邻接表及其查找万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文流体模拟过程流体布料耦合流布耦合算法碰撞检测算法本章小结第章实验结果及分析实验条件流体模拟测试流体布料的耦合模拟测试本章小结第章工作总结与展望本文工作总结工作展望致谢参考文献附录万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第章绪论研究背景上个世纪年代以来，作为计算机仿真领域的个热点，布料模拟仿真技术直都受到各邻域科研工作者的广泛关注。。

5、章仿真系统软硬件环境图形硬件的最新发展及应用摩尔定律告诉我们在同样价格条件下，每隔个月集成电路上可以容纳的晶体管的数目便会增加倍，其性能也会随之提升倍。如今图形硬件的飞速发展，导致其性能的提升速度在定程度上已经超过了发展的摩尔定律。现在最新的图形硬件和基于架构的计算卡将超强处理能力先进的控制特性以及可改变行业面貌的散热与静音功能集于身，造就了类全新级别的超高性能显卡。年月日公司推出的显卡，显存位宽为，采用纳米的制作工艺，使用核心，包含亿个晶体管，拥有，个核心比核心数量多和个纹理单元，单精度处理能力高达，万亿次浮点运算，双精度处理能力则高达，并且支持新型技术，可自动提升图形性能，支持解锁电压和高级控制等高级功能，让玩家可以更大限度地控制游戏和自定义超频，并且可与额外的组成模式，以实现更高的性能。

6、许多开发工具，将计算密集型的应用从移植到上运行依然存在着许多困难。方面，具有内在的并行处理能力，它擅长的是对大型流数据中的每个数据单元高效的进行类同处理，而具有很强的复杂控制流程，它擅长进行逻辑复杂的数据处理。另方面，目前的和在数据总线上仍然存在瓶颈。从上无法直接访问内存中的数据，它只能高效的访问显存，着色器只能对纹理数据进行只读访问，而将着色器的输出读回到可以访问的内存也将带来效率上的惩罚。综合来说，为了成功地利用的计算力，必须解决从内存模式到纹理模式的移植问题，并尽量减少和间的数据交换。渲染基本功能本课题中使用作为主要的渲染工具，是个与硬件无关的种软件接口，其中包括超过个函数，这些函数能提供以下七大功能建模支持多种几何基本图元的绘制，包括等。另外我们也可以使用提供的函数实现些较为复杂的三。

7、布耦合，是物理仿真的个重要分支，它以流体和布料模型为基础，研究流体与布料在同个场景运动过程中是否有碰撞产生，以及对产生的碰撞如何进行处理。本论文将连续碰撞检测应用到流布耦合中，用来解决流布耦合过程中出现的布料被流体穿透的问题，同时考虑流体粒子半径以及布料厚度，提万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文出膨胀式的连续碰撞检测方法。并且将系统映射到上，极大地提高了流布耦合算法的实时性。碰撞检测，是日常生活中特别常见的事实，同个空间区域不能在同个时间内存在不同的物体如图所示。良好的碰撞检测算法在场景游戏和三维仿真系统里面至关重要，碰撞检测的计算结果错误及计算效率的低下，将直接导致游戏体验不良和三维仿真的失败。因此碰撞检测是三维仿真领域的重要组成部分，它的主要任务就是检测运动中的模型与其他模型间动态模型。

8、经过视口变换变换至窗口坐标，最后再做消隐操作消除不必要的绘图。栅格化操作将图元数据分解成更小的单元，并使之对应帧缓冲区的各个像素，这些单元也叫做片元，它包含深度颜色纹理坐标等重要属性。另外还要进行反走样等操作。片元处理经过上纹理通过纹理坐标取得纹理内存中相对应的颜色雾化通过片元距离当前视点位置修改颜色颜色汇总将纹理，主定义的颜色，雾化的颜色，次颜色光照阶段计算的颜色三个阶段求得最终的颜色值。逐个片元操作些重要的测试操作，包括裁剪测试测试模版测试深度测试混合等，如果片断在其中个测试被剔除，后面的测试就不再进行。帧缓冲操作这个阶段主要执行帧缓冲的写入等操作，最后产生了最终显示出来的像素。另外，在可编程领域，也可实现使用顶点着色器替换顶点处理阶段，使用片元着色器又叫像素着色器替换片元处理阶段以及使。

9、和静态场景间是否存在交叉干涉。同时能够准确地计算出碰撞发生的时间位置信息和深度等信息。碰撞检测在各大领域都有重要的研究意义和长久的研究历史。图两个实体发生碰撞目前，随着计算机技术的飞速发展，不同领域对碰撞检测的要求越来越高。主要在于碰撞检测的准确性和实时性。而且，随着三维虚拟场景中的模型规模变得愈来愈大，场景组织结构日渐复杂，人们对于场景交互的要求也越来越高。如图所示，在复杂的场景下，快速运动的飞艇不仅要快速与静态的复杂场景做碰撞检测，还需要能有效的避免与其它飞艇的碰撞。这些苛刻的要求都使得碰撞检测变得越来越复杂，因而不得不使用有效的方法减少相交测试的数目，另外也使得不同领域的精确而高效的碰撞检测成为个长期研究热点。万方数据杭州电子科技大学硕的大概内容。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第。

10、多边形偏移等特殊图象效果处理功能。双缓存使用双缓存功能，绘图指令在个缓冲区完成，这里的绘图非常的快，在绘图指令完成之后，再通过交换指令把完成的图形立即显示在屏幕上，这就避免了出现绘图的不完整，同时效率很高而且有效避免了闪烁等问题。渲染管线与可编程管线般情况下，可以把操作看成两个阶段，即顶点处理与片段处理。的渲染过程如图所示图渲染管线其渲染管线大致可以下阶段构成万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文指定几何对象绘制几何图元的方法有三种，次个顶点，顶点数组以及显示列表模式。顶点处理操作该阶段主要负责的是对每个顶点做变换操作，这些操作主要包括顶点变换光照计算法线变换纹理坐标变换纹理坐标生成等。图元组装将全部属性确定的顶点组装成图元。图元处理使用投影矩阵生成裁剪坐标，采用透视投影产生规范化设备坐标，再。

11、用几何着色器替换图元组装阶段。大大提高编程的灵活性。并行计算早期计算般情况下，中的可编程流水线要求研究人员能够在和渲染之外的领域使用图形硬件。早期的主要目标都是通过可编程计算单元为屏幕上的像素计算出颜色值，这些计算单元也被称作像素着色器。像素着色器的功能是根据像素在屏幕的位置以及其他些信息，对各类输入信息这些信息包括输入颜色纹理坐标以及其它可以传递给着色器的属性进行合成并计算出最终的颜色值。由于对颜色的纹理的计算完全由程序员控制，程序员可以任意的操作像素着色器，并可以利用多个像素着色器来实现自己的运算目的。对任通用计算，使用像素着色器计算后将计算结果交回作为像素的最终“颜色”，所需要的计算结果则隐藏在其中，这些“颜色”值只是程序员通过对输入数据进行计算的结果。研究人员可以从这些“颜色”值计算。

12、维物体以及些复杂曲线和曲面的绘制。万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文变换图形库的变换包括模型视图和投影操作，这些操作包括旋转平移缩放反射正投影和透视投影等。它们都是有矩阵乘法来表示的，般情况下，在场景绘制时需要组合使用几种变换。颜色模式设置即显示模式和颜色索引模式。光照和材质设置光照模型包括环境光散射光镜面光和发射光。材质属性是用光反射率来表示，材质属性决定了它是如何反射光线的，也就也决定了它的颜色。场景中各个物体最终反映到人眼的颜色是光的值由物体材质属性和光照模型共同决定。纹理映射为了更逼真的表示物体表面细节，提供了纹理映射功能。位图显示和图象增强功能除了基本的拷贝和像素读写功能外，为了达到增强现实的效果，使被仿真物体更具有真实效果，还提供了系列图像增强的功能，包括混合抗锯齿反走样雾以及。

参考资料：

[1]绘本故事：啊哈！幼儿园（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

[2]绘本故事：啊哈！幼儿园（优） 编号17982（第18页，发表于2022-06-24）

[3]绘本故事：啊哈！幼儿园（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

[4]绘本故事：啊哈！幼儿园（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

[5]绘本故事：啊哈！幼儿园（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

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[9]绘本故事：抱抱（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

[10]绘本故事：抱抱（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

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[16]绘本故事：抱抱（优） 编号18060（第18页，发表于2022-06-24）

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[19]绘本故事：大声回答“哎”（优） 编号18060（第13页，发表于2022-06-24）

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