GPU加速全局光照與紅外多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)研究.pdf

1、虛擬植物生長(zhǎng)(植物生長(zhǎng)建模)研究是伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、仿真科學(xué)及農(nóng)林業(yè)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展而產(chǎn)生的一門交叉性學(xué)科。其主要研究目的和工作為:探索植物生長(zhǎng)機(jī)理并在計(jì)算機(jī)中對(duì)該機(jī)理進(jìn)行重建與仿真,從而進(jìn)一步指導(dǎo)農(nóng)林業(yè)及相關(guān)技術(shù)(地理信息系統(tǒng)、水土保持、沙漠化、數(shù)字城市等)的發(fā)展。在虛擬植物仿真中,光照的模擬是最重要的環(huán)節(jié)之一,除視覺效果模擬外,更重要的意義在于研究光照對(duì)植物生長(zhǎng)過程的影響。本論文第一部分將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)全局光照理論、并行計(jì)算技術(shù)與

2、虛擬植物生長(zhǎng)相結(jié)合,探討適合于虛擬植物的光照仿真模型及相應(yīng)算法。
　　 該部分主要工作如下:
　　 1、研究輻射度算法及其在GPU上的并行實(shí)現(xiàn)；
　　 2、研究光子映射算法及其在GPU上的并行實(shí)現(xiàn),并探討其在三維虛擬植物上的應(yīng)用；
　　 3、編寫三維植物可視化及光照模擬軟件、wxVisualPlant。近年來多點(diǎn)觸摸操控系統(tǒng)由于其高操作維度及更直觀的操作模式,已成為人機(jī)交互的一個(gè)重要研究方向。在大尺寸交互

3、平臺(tái)(區(qū)別于手持設(shè)備)中,由于成本及可靠性等多方面因?yàn)?不適宜采用傳統(tǒng)的電容式和電阻式多點(diǎn)觸摸屏。本論文第二部分研發(fā)了基于紅外光線、計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理等技術(shù)的多點(diǎn)觸摸操控平臺(tái),并基于TUIO協(xié)議實(shí)現(xiàn)了該操控平臺(tái)與虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的結(jié)合。
　　 該部分主要工作如下:
　　 1、研究并設(shè)計(jì)基于紅外光的多點(diǎn)操控平臺(tái)硬件及相關(guān)觸摸識(shí)別系統(tǒng)；
　　 2、研發(fā)基于上述硬件平臺(tái)及TUIO協(xié)議的控制驅(qū)動(dòng)；
　　 3、該系統(tǒng)