GPU上的基于分析解的轮廓卷积曲面建模

0 下载量 188 浏览量 更新于2024-08-28 收藏 1022KB PDF 举报
"这篇论文提出了一种在GPU上基于草图的卷积曲面建模的分析解决方案,特别关注于有限支持和无限支持核函数的平面多边形骨架。通过应用格林定理,将对平面多边形的双重积分转换为沿着多边形轮廓的简单积分,降低了计算成本,并实现了GPU上的高效并行计算。对于有限支持的核函数,还提出了一种骨架裁剪算法来计算有效骨架。这些分析解决方案被集成到一个GPU原型建模系统中,该系统支持点、多边形线和平面多边形骨架。可以交互式地轻松建模任意 genus 的复杂对象。" 本文的核心知识点包括: 1. **卷积表面**:卷积表面是一种用于建模具有复杂拓扑变化的对象的方法,因为它能够平滑地适应形状的变化。 2. **闭合形式解**:论文提出了闭合形式的卷积解决方案,这意味着可以直接求得精确的数学表达式,而无需迭代或其他数值方法。 3. **平面多边形骨架**:骨架是形状的基本结构,论文专注于平面多边形骨架,它们在建模过程中提供了一种有效的表示方式。 4. **格林定理**:格林定理是微积分中的一个重要工具,它在这篇文章中被用来将对平面多边形的双重积分转化为对多边形轮廓的单次积分,从而简化了计算过程并提高了效率。 5. **GPU并行计算**:通过利用GPU的强大并行处理能力,可以加速计算密集型的卷积过程,提高建模速度。 6. **有限支持与无限支持核函数**:核函数是卷积过程中的关键元素,有限支持核仅在一定范围内影响形状,而无限支持核在整个域内都有影响。文章提供了两种情况下的解决方案。 7. **骨架裁剪算法**:对于有限支持的核函数,需要确定有效的骨架部分。骨架裁剪算法用于识别和计算这部分骨架。 8. **GPU原型建模系统**:这些分析解决方案被集成到一个GPU驱动的系统中,该系统允许用户交互式地创建和编辑模型。 9. **点、多边形线和平面多边形骨架的支持**:该建模系统不仅支持基本的点和线骨架,还支持更复杂的平面多边形骨架,增强了建模的灵活性和多样性。 10. **任意 genus 的复杂对象建模**:系统能够建模具有任意拓扑复杂性的对象,如多孔或有洞的形状,这对于3D建模和设计来说是非常有价值的特性。 这篇论文提出的分析解决方案为实时、交互式的复杂3D建模提供了一种有效且高效的工具,特别是在处理具有动态拓扑变化的对象时。通过结合GPU的并行计算能力,它显著提升了建模的效率和精度。