逼真的電腦繪圖技術如今已是日常生活中的一部份。但人們依舊追求更高端更真實的繪圖技術,傳統的柵格化投影技術已不再能滿足此需求。光線追蹤等物理擬真新渲染技術被看好具備十足的潛力,但仍有技術問題尚待克服:高運算量與高動態分歧。本篇論文提出一種新的光線追蹤加速硬體架構,期待克服以上問題,進而涉足即時光線追蹤渲染的境界。 光線追蹤相較傳統做法多了光線生成、空間追蹤、交點測試等運算步驟。其中,每次光線可能出現偏折散射時,會指數增長出更多需要追蹤的新目標;甚至更細膩的繪圖上還需要大量取樣機率分布,如:路徑追蹤演算法。更甚者,這些光線還要與數十萬的三角形物件進行交點測試,進而開啟了加速結構的研究大門。此外,這些目標光線隨空間的行進將越來越發散,難以用現今的通用圖形處理器來平行加速。每次偏折都帶來運算上的分歧,使得快取記憶在讀取上失去區域性的好處,拖慢了整體的速度。 本論文所提出了「光池加速光線追蹤繪圖器」的新硬體加速架構,以克服這些問題。本架構亦參考相關的先前文獻如SGRT、PowerVR GR6500等,將整個運算過程分為兩部分:專責空間追蹤和交點測試的硬體追蹤單元,以及保留了可程式化能力的渲染器單元。本文的光池加速架構希望能透過介於其間的兩個光池,重分配調和上述兩運算單元的工作,進而達到高效率運算的好處。藉由光池的重整與抽象化,運算單元將可更獨立,各自進行所需的高速運算。 其中,本論文針對渲染運算單元,設計了一個參數化且易於重組的多核心處理器。其特色在於:把運算分組為功能單元,各功能單元都能輕易的在此處理器的設計上添減、方便擴充與客製化所需的功能。此處理器經邏輯合成驗證,在TSMC 40奈米製程下能以1GHz的時頻運作,並附帶一個近乎時間精確的軟體模擬器供開發測試。 經模擬實驗,此一光池...
本篇論文中,首先,利用無遮罩濕式蝕刻方式在矽基板上蝕刻出具調控結構形貌的奈米線陣列,此奈米線結構在波長200奈米-850奈米擁有極低的鏡向反射(<0.1%)。此種顯著的抑制反射歸因於其有優越的抗反射性...
形狀對於物體識別、模板匹配、影像分析等領域皆是很重要的特徵,為了有效率地描繪出形狀,如何用很低的資料量來儲存形狀的兩大特徵─「角點」與「輪廓」將是一大課題。因此,在本篇論文中提出了三種資料壓縮技術,分...
目前大部分教材仍以純文字方式呈現為主,少有教材以資訊圖表方式呈現;然而,近年來資訊以視覺化的方式呈現越來越受到重視,資訊圖表以具故事性且有組織等引人入勝的方式呈現、解釋複雜的資料,用圖像說故事,讓重點...
[[abstract]]類神經網路(Artificial Neural Network)是由人類心智和腦部活動所發展出來的一種模型。就網路的架構而言,它是由許多簡單且相互連結的處理元件所組成,就網路的...
影像切割在影像處理為一大挑戰工作,在影像分析和圖像識別的前處理極為重要,並決定了分析之最後結果的品質。影像切割是用來把一張影像切成好多不同且非重疊的同質區域,在此同質區域基於不同的條件像是灰階值、顏色...
本論文研究帶電載子在無序碳化矽石墨烯之傳輸特性,內容分為以下三個部分: 1.在多層碳化矽石墨烯中的狄拉克費米子加熱效應與電流尺度因子以及直接絕緣態-量子霍爾效應態的轉變: 我們展示了多層碳化矽石墨烯的...
隨著數位視訊科技的蓬勃發展,人類對影像品質的追求不斷的提升,從大畫面高解析度的數位電視,已開始進入到能呈現三維立體播放效果的高品質數位電視,隨著各家世界大廠不斷精進的顯示品質,三維立體電視將在我們的日...
[[abstract]]將數以百計的計算與資料儲存元件有系統地組織成高效能的電腦模組有助於解決真實世界中各式各樣既複雜又困難的計算問題。多處理器連結系統是大規模平行計算的一種典型應用,由對稱或不對稱的...
科技改變生活,這是當下一句廣告,同時也反映了我們真實的生活狀態。從蘋果公司開創個人電腦時代開始,再到以Cisco為代表的網路設備公司打開了互聯網的大門,隨後又進入到以Qualcomm為代表的移動通訊時...
光波的相位一般包含了物体的形貌、内部结构等更多的细节信息,但现有的探测器只能记录光波的振幅,因此从记录的光强中准确获取光波的相位信息对材料学、生物学、光束整形、特别是高分辨率显微成像等领域的研究具有重...
生物检测与分析中,在不放大目标物的前提下提高检测的灵敏度和稳定性是检测技术发展的一个重要目标。检测的灵敏度与所采用的标记物和检测仪器有关。许多不同的检测方法在生物医学和临床医学中得到广泛的应用,如:酶...
為了要得到一個可測之設計,一般而言必須將原始的電路設計適當地稍作修改。而不一樣的電路,其修改方式可大致區分為模組或位元上的修正來取得最佳之結果。但是傳統上,模組或位元上的修正通常分別會導致極大的測試向...
本論文分成兩個部分,一個為光製程之蝕刻技術模擬,將整個微顯影製程當中之光學系統完整模擬,包括光化學反應模擬,光阻之建立以及其反應還有化學擴散之效應;隨著超大型積體電路(VLSI, very-large...
照明對影像生成來說是個很重要的關鍵。從即時渲染,互動式渲染到光傳輸模擬,這些領域根據不同的應用目的試圖提升效率。在本論文中,我們將從硬體架構到演算法的角度介紹所提出的高效率渲染方法,主要為渲染高品質之...
本論文的研究領域屬於三維表面形貌量測技術,其應用範圍相當廣泛,例如半導體產業的元件封裝、光電產業的鏡面形狀與粗糙度量測、通訊產業的微機電裝置檢測、以及生醫產業的細胞外觀輪廓觀察等等。此技術目前最重視的...
本篇論文中,首先,利用無遮罩濕式蝕刻方式在矽基板上蝕刻出具調控結構形貌的奈米線陣列,此奈米線結構在波長200奈米-850奈米擁有極低的鏡向反射(<0.1%)。此種顯著的抑制反射歸因於其有優越的抗反射性...
形狀對於物體識別、模板匹配、影像分析等領域皆是很重要的特徵,為了有效率地描繪出形狀,如何用很低的資料量來儲存形狀的兩大特徵─「角點」與「輪廓」將是一大課題。因此,在本篇論文中提出了三種資料壓縮技術,分...
目前大部分教材仍以純文字方式呈現為主,少有教材以資訊圖表方式呈現;然而,近年來資訊以視覺化的方式呈現越來越受到重視,資訊圖表以具故事性且有組織等引人入勝的方式呈現、解釋複雜的資料,用圖像說故事,讓重點...
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