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《上海交通大学》 2008年
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实时嵌入式图形系统中的三角形光栅化研究与设计

黄锐  
【摘要】: 图形系统是当代计算机系统的重要组成部分。现代很多应用需要低失真的低硬件资源消耗的嵌入式的图形加速卡。例如,现代手机越来越向着掌上平台的方向发展,也就越来越需要嵌入式的图形加速卡来支持其图形功能。 三角形是图形学的基本处理对象,也是组成其他更为复杂的二维或三维图形的基本单元。对于图形加速卡来说,处理好三角形光栅化是极为重要的。 以往的三角形光栅化算法有些为了追求速度,而牺牲了一部分的图形真实性。使得所绘制的三角形不完全真实。本文在下文中将提到的基于DDA和基于Bresenham的三角形光栅化算法就是如此。另外一些光栅化算法保证了图形低失真,但同时速度上仍可以改进。本文下文将提到一种基于边函数的三角形光栅化算法就是如此。 本文将探讨如何使用有限的硬件资源来实现低失真的实时的三角形光栅化。本文改进了基于边函数的三角形光栅化算法,并采用随机采样反走样算法,使用verilog语言实现了一个实时的低失真的嵌入式的图形加速卡中的三角形光栅化部分。文中对这种算法与其它几种算法进行了比较,比较结果表明改进后的的三角形光栅化算法失真程度低于基于DDA和基于Bresenham的三角形光栅化算法;同时,在扫描阶段的速度快于其它几种基于边函数的三角形光栅化算法。本文最后使用xilinx的ISE,选用Virtex-II Pro芯片对所实现三角形光栅化模块进行了综合和仿真。综合结果显示:三角形光栅化模块使用了Virtex-II Pro XC2VP30芯片23%的硬件Slices资源,最大工作频率达到168.791MHz。通过仿真,可以计算得知,改进后的三角形光栅化(系统每秒显示24帧,每帧大小为800*600,系统时钟100M)每帧可以绘制约14180个三角形。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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