GPU加速的高质量物理仿真算法研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61572423
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0209.计算机图形学与虚拟现实
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:Dinesh Manocha; 王振东; 王鑫磊; 杜江; 刘忠源; 唐乐; 潘健雄; 刘志华; 徐校君;
- 关键词:
项目摘要
High-quality physically-based simulation is a key problem for virtual reality, haptics, robotics, and mechanic/medical simulations. This project focuses on the research of GPU-accelerated high-quality physically-based simulation algorithms. Main contents include: 1. To design a parallel algorithm for dynamic assembling of sparse linear systems. It can accelerate parallel implicit time integration on simulation scenarios containing deformable objects with changing topologies. 2. To design a geometric exact continuous collision detection algorithm. It is capable of overcoming the rounding-errors of floating-point operations and guarantees to detect all the penetrations in complicated physically-based simulation scenarios. 3. To design a collision trajectory-based continuous penalty force formulation. It is capable of overcoming the intrinsic drawbacks for traditional discrete penalty forces, and improves the accuracy of collision handling in physically-based simulations. 4. To design a streaming mapping algorithm for all the key components of physically-based simulation. It enables the whole process of physically-based simulation be fully integrated and executed in parallel on GPUs. We expect to improve the robustness and accuracy of physically-based simulations, and achieve 10x speedups on the overall performance. Improving accuracy and efficiency are always the key problems in the field of physically-based simulation. This project will open a new avenue for improving the quality and efficiency of physically-based simulation algorithms, and will provide strong support for utilizing physically-based simulation algorithms in various applications.
高质量物理仿真是虚拟现实、触觉渲染、机器人、机械与医学仿真等领域的核心问题之一。本项目拟针对GPU加速的高质量物理仿真算法展开研究。核心内容包括:1、设计稀疏线性系统动态并行装配算法,使得包含拓扑变化的物理仿真场景中的隐式积分过程得以在GPU上获得并行加速。2、设计几何精确的连续碰撞检测算法,克服浮点计算的舍入误差,确保检测出复杂物理仿真中的所有穿透情况。3、设计基于碰撞轨迹信息的连续接触力计算公式,克服传统离散惩罚法的内在缺陷,提高物理仿真中碰撞响应过程的准确性。4、基于以上核心算法,设计物理仿真流式映射算法,将整个物理仿真过程完全集成在GPU上并行加速。预期在提高物理仿真系统鲁棒性与精确性的同时,将总体执行效率提升1个数量级。提升物理仿真算法的质量与效率一直是物理仿真领域的热点问题,本项目的研发将为提升物理仿真质量与效率开辟新的道路,为物理仿真在各领域的深入应用提供有力的技术支撑。
结项摘要
高质量物理仿真是虚拟现实、触觉渲染、机器人、机械与医学仿真等领域的核心问题之一。本项目针对GPU加速的高质量物理仿真算法展开了研究。核心内容包括:1、设计了稀疏线性系统动态并行装配算法,使得包含拓扑变化的物理仿真场景中的隐式积分过程得以在GPU上获得并行加速。2、设计了几何精确的连续碰撞检测算法,克服了浮点计算的舍入误差,确保检测出复杂物理仿真中的所有穿透情况。3、设计了基于碰撞轨迹信息的连续接触力计算公式,克服了传统离散惩罚法的内在缺陷,提高了物理仿真中碰撞响应过程的准确性。4、基于以上核心算法,设计了物理仿真流式映射算法,将整个物理仿真过程完全集成在GPU上并行加速。在提高物理仿真系统鲁棒性与精确性的同时,将总体执行效率提升了1个数量级。提升物理仿真算法的质量与效率一直是物理仿真领域的热点问题,本项目的研发为提升物理仿真质量与效率开辟了新的道路,为物理仿真在各领域的深入应用提供了有力的技术支撑。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Accurate self-collision detection using enhanced dual-cone method
使用增强型双锥方法进行精确的自碰撞检测
- DOI:10.1016/j.cag.2018.04.001
- 发表时间:2018-06
- 期刊:COMPUTERS & GRAPHICS-UK
- 影响因子:2.5
- 作者:Wang Tongtong;Tang Min;Wang Zhendong;Tong Ruofeng
- 通讯作者:Tong Ruofeng
Parallel Multigrid for Nonlinear Cloth Simulation
用于非线性布料模拟的并行多重网格
- DOI:10.1111/cgf.13554
- 发表时间:2018
- 期刊:Computer Graphics Forum
- 影响因子:2.5
- 作者:Zhendong Wang;Longhua Wu;Marco Fratarcangeli;Min Tang;Huamin Wang
- 通讯作者:Huamin Wang
A Unified Cloth Untangling Framework Through Discrete Collision Detection
通过离散碰撞检测的统一布料解开框架
- DOI:10.1111/cgf.13287
- 发表时间:2017
- 期刊:Computer Graphics Forum
- 影响因子:2.5
- 作者:Ye Juntao;Ma Guanghui;Jiang Liguo;Chen Lan;Li Jituo;Xiong Gang;Zhang Xiaopeng;Tang Min
- 通讯作者:Tang Min
Parametric Human Body Reconstruction Based on Sparse Key Points
基于稀疏关键点的参数化人体重建
- DOI:10.1109/tvcg.2015.2511751
- 发表时间:2016-11-01
- 期刊:IEEE TRANSACTIONS ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS
- 影响因子:5.2
- 作者:Cheng, Ke-Li;Tong, Ruo-Feng;Sarkis, Michel
- 通讯作者:Sarkis, Michel
PSCC: Parallel Self-Collision Culling with Spatial Hashing on GPUs
PSCC:GPU 上的空间哈希并行自碰撞剔除
- DOI:10.1145/3203188
- 发表时间:2018-07
- 期刊:Proc. ACM Comput. Graph. Interact. Tech.
- 影响因子:--
- 作者:Min Tang;Zhongyuan Liu;Ruofeng Tong;Dinesh Manocha
- 通讯作者:Dinesh Manocha
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- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:西北林学院学报
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- 作者:唐敏;王美仙
- 通讯作者:王美仙
其他文献
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