ARM嵌入式系统3D图形应用技术的研究与实现

摘要

嵌入式系统自诞生以来飞速发展,使得PDA、Pocket PC和智能手机等移动设备也迅速普及,基于移动设备的各种多媒体应用也逐渐丰富起来。2D图形显示已越来越不能满足人们对图形真实感的要求了,在低性能的嵌入式移动设备上实现高质量的、实时的3D图形显示效果成为近年来发展的趋势和当前研究的热点。
　　 嵌入式3D图形的开发不仅与嵌入式系统底层软硬件平台技术相关,而且会涉及到复杂的数学和几何变换等知识。文章首先分析了嵌入式3D图形研究的背景、现状和意义,在此基础上根据嵌入式3D图形开发的架构进行了嵌入式系统软硬件平台的选择。然后,在实验室自行开发设计的采用ARM920T内核的S3C2410为处理器的硬件开发平台PNM2410上进行Windows CE嵌入式操作系统的移植,移植工作主要是BSP的分析和移植:包括Boot Loader、OAL和显示设备LCD驱动程序移植等三个方面的内容。最后针对嵌入式3D图形开发中的关键技术进行了实现,包括:顶点绘制图形、三维变换、灯光和材质以及纹理贴图等；对光照技术中的模型和算法进行速度的优化及改进,使3D图形的显示速度显著提高。嵌入式3D图形通过定制的模拟器进行了仿真,并能够运行于PNM2410平台。实验证明,3D图形显示流畅,画面逼真。嵌入式3D图形应用技术的研究与开发具有一定的实用价值,对后续的研究、开发和应用有着重要的意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 研究现状

1.4 论文的研究内容

1.5 论文的章节安排

1.6 本章小结

第二章 嵌入式3D图形开发概述

2.1 嵌入式3D图形开发

2.1.1 引言

2.1.2 嵌入式3D图形开发的基本要求

2.1.3 3D图形系统的设计思路

2.1.4 嵌入式3D图形架构

2.2 3D图形基础

2.2.1 3D坐标系统及其变换

2.2.2 矩阵变换

2.2.3 3D图形绘制流水线

2.3 本章小结

第三章 基于S3C2410的嵌入式硬件平台

3.1 ARM体系结构

3.2 S3C2410处理器介绍

3.3 开发板介绍

3.4 本章小结

第四章 基于Windows CE的嵌入式软件平台

4.1 Windows CE嵌入式操作系统

4.1.1 Windows CE概述

4.1.2 Windows CE的体系结构

4.2 BSP的分析和移植

4.2.1 BSP介绍

4.2.2 Boot Loader的开发

4.2.3 OAL的开发

4.2.4 LCD显示驱动程序的移植

4.2.5 Windows CE下3D图形开发平台搭建

4.3 本章小结

第五章 3D图形应用技术的实现及算法优化

5.1 Direct3D Mobile基础

5.1.1 Direct3D Mobile概述

5.1.2 Direct3D Mobile编程

5.2 关键技术实现

5.1.1 顶点缓存绘制图形

5.1.2 三维变换

5.1.3 纹理贴图

5.1.4 灯光和材质

5.1.5 结果测试

5.3 光照模型优化和结果分析

5.3.1 3种不同的光照计算模型

5.3.2 光源类型

5.3.3光照优化及结果分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 前景展望

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果