計算機圖形學(xué)中真實感成像包括兩部分內(nèi)容:物體的精確圖形表示;場景中光照效果的適當?shù)拿枋觥9庹招Чü獾姆瓷洹⑼该餍浴⒈砻婕y理和陰影。對物體進行投影,然后再可見面上產(chǎn)生自然光照效果,可以實現(xiàn)場景的真實感顯示。光照明模型主要用于物體表面某點處的光強度計算。面繪制算法是通過光照模型中的光強度計算,以確定場景中物體表面的所有投影像素點的光強度。Phong明暗處理算法是生成真實感3D圖像最佳算法之一。但是由于其大量的像素級運算和硬件難度而在實現(xiàn)實時真實感圖形繪制中被Gotuaud明暗處理算法所取代。VLSI技術(shù)的發(fā)展以及對于高真實感實時圖形的需求使得Phong明暗處理算法的實現(xiàn)成為可能。利用泰勒級數(shù)近似的Fast Phong明暗處理算法適合硬件實現(xiàn)。此算法需要存儲大量數(shù)據(jù)的ROM。這增加了實現(xiàn)的難度。 本文完成了以下工作: 1、本文簡述了實時真實感圖形繪制管線,詳細敘述了所用到的光照明模型和明暗處理方法,并對幾種明暗處理方法的效果作了比較,實驗結(jié)果表明Fast Phong明暗處理算法適用于實時真實感圖形繪制。 2、在熟悉Xilinx公司FPGA芯片結(jié)構(gòu)及其開發(fā)流程的基礎(chǔ)上,結(jié)合Xilinx公司提供的FPGA開發(fā)工具ISE 7.1i,仿真工具為ISE simulator,綜合工具為XST;完成了Fast Phong明暗處理模塊的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)。綜合得到的電路的最高頻率為54.058MHz。本文的Fast Phong明暗處理硬件模塊適用于實時真實感圖形繪制。 3、本文通過誤差分析,提出了優(yōu)化的查找表結(jié)構(gòu)。通過在FPGA上對本文所提結(jié)構(gòu)進行驗證。結(jié)果表明,本方案在提高速度、精度的同時將ROM的數(shù)據(jù)量從64K*8bit減少至13K*8bit。
上傳時間: 2013-06-21
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隨著計算機技術(shù)的突飛猛進以及移動通訊技術(shù)在日常生活中的不斷深入,數(shù)據(jù)采集不斷地向多路、高速、智能化的方向發(fā)展。本文針對此需求,實現(xiàn)了一種應(yīng)用FPGA的多路、高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),從而為測量儀器提供良好的采集數(shù)據(jù)。 本文設(shè)計了一種基于AD+FPGA+DSP的多路數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),針對此系統(tǒng)設(shè)計了基于AD9446的模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板,再將模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板的數(shù)據(jù)傳送至基于FPGA的采集控制模塊進行數(shù)據(jù)的壓縮以及緩沖存儲,最后由DSP調(diào)入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的處理。本文的設(shè)計主要分為兩部分,一部分為模數(shù)轉(zhuǎn)換采集板的設(shè)計與調(diào)試,另一部分為采集控制模塊的設(shè)計與仿真。 經(jīng)設(shè)計與調(diào)試,模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù),能穩(wěn)定工作在百兆的頻率下;采集控制模塊能實時地完成數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)緩沖,并能通過時鐘管理模塊來控制前端AD的采樣,該模塊也能穩(wěn)定工作在百兆的頻率下。該系統(tǒng)為多路、高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并能穩(wěn)定工作,從而能滿足電子測量儀器的要求。
標簽: FPGA 高速數(shù)據(jù) 采集
上傳時間: 2013-05-24
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數(shù)字超聲診斷設(shè)備在臨床診斷中應(yīng)用十分廣泛,研制全數(shù)字化的醫(yī)療儀器已成為趨勢。盡管很多超聲成像儀器設(shè)計制造中使用了數(shù)字化技術(shù),但是我們可以說現(xiàn)代VLSI 和EDA 技術(shù)在其中并沒有得到充分有效的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展,PLD 在很多與B 型超聲成像或多普勒超聲成像有關(guān)的領(lǐng)域都得到了較好的應(yīng)用,例如數(shù)字通信和相控雷達領(lǐng)域。 在研究現(xiàn)代超聲成像原理的基礎(chǔ)上,我們首先介紹了常見的數(shù)字超聲成像儀器的基本結(jié)構(gòu)和模塊功能,同時也介紹了現(xiàn)代FPGA 和EDA 技術(shù)。隨后我們詳細分析討論了B 超中,全數(shù)字化波束合成器的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)手段。我們設(shè)計實現(xiàn)了片內(nèi)高速異步FIFO 以降低采樣率,仿真結(jié)果表明資源使用合理且訪問時間很小。正交檢波方法既能給出灰度超聲成像所需要的回波的幅值信息,也能給出多普勒超聲成像所需要的回波的相移信息。我們設(shè)計實現(xiàn)了基于直接數(shù)字頻率合成原理的數(shù)控振蕩器,能夠給出一對幅值和相位較平衡的正交信號,且在FPGA 片內(nèi)實現(xiàn)方案簡單廉價。數(shù)控振蕩器輸出波形的頻率可動態(tài)控制且精度較高,對于隨著超聲在人體組織深度上的穿透衰減,導(dǎo)致回波中心頻率下移的聲學(xué)物理現(xiàn)象,可視作將回波接收機的中心頻率同步動態(tài)變化進行補償。 還設(shè)計實現(xiàn)了B 型數(shù)字超聲診斷儀前端發(fā)射波束聚焦和掃描控制子系統(tǒng)。在單片F(xiàn)PGA 芯片內(nèi)部設(shè)計實現(xiàn)了聚焦延時、脈寬和重復(fù)頻率可動態(tài)控制的發(fā)射驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器、線掃控制、探頭激勵控制、功能碼存儲等功能模塊,功能仿真和時序分析結(jié)果表明該子系統(tǒng)為設(shè)計實現(xiàn)高速度、高精度、高集成度的全數(shù)字化超聲診斷設(shè)備打下了良好的基礎(chǔ),將加快其研發(fā)和制造進程,為生物醫(yī)學(xué)電子、醫(yī)療設(shè)備和超聲診斷等方面帶來新思路。
標簽: 全數(shù)字 中的應(yīng)用 超聲診斷儀
上傳時間: 2013-05-30
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·紅外成像制導(dǎo)導(dǎo)彈自動目標識別應(yīng)用現(xiàn)狀的分析
上傳時間: 2013-07-29
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·作者:耿德根 宋建國 馬潮 葉勇建 出版社:北京航空航天大學(xué)出版社圖書簡介:本書詳細介紹ATMEL公司開發(fā)的AVR高速嵌入式單片機的結(jié)構(gòu);講述AVR單片機的開發(fā)工具和集成開發(fā)環(huán)境(IDE),包括avr Studio調(diào)試工具、AVR單片機匯編器和單片機串行下載編程;學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時,每條指令均有實例,邊學(xué)習(xí)邊調(diào)試,使學(xué)習(xí)者看得見指令流向及操作結(jié)果,真正理解每條指令的功能及使用注意事項;介紹AVR系列多
上傳時間: 2013-07-17
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高速數(shù)字設(shè)計及信號完整性分析是從事硬件設(shè)計必讀之物。
標簽: 高速數(shù)字
上傳時間: 2013-05-26
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TJA1042 高速CAN收發(fā)器產(chǎn)品數(shù)據(jù)手冊(中)
上傳時間: 2013-06-16
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·詳細說明:北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院 許小劍編的《雷達成像原理》word版
上傳時間: 2013-04-24
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·摘 要:討論了直線步進電機的高速運行特性,著重分析了它們的極限起動速率和極限停止速率,以及極限連續(xù)運行頻率和極限力速特性,給出了極限起動頻率的估算方法。
標簽: 直線步進電機
上傳時間: 2013-06-03
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本文檔是華為的內(nèi)部培訓(xùn)教材,關(guān)于高速數(shù)字電路的設(shè)計。
上傳時間: 2013-08-06
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