信息工程专业英语课程论文
浅谈计算机专业英语的教学

稍 稍深 入接 触过 计算 机 的人 都 有一 个共 好 的学生认 为 自己看看 书 , 能跟着 老师在课堂 识, 计算 机 和 英语 紧 密相连 。从计 算 机开 机 上一 起翻译就 足够学好本 门课程 , 不需要花什 的 提 示 信 息 , B OS设 置 , 到 一 系 列 编 程 语 么课 外时间 ; 到 I 再 基础 差的学生则越 发感 到课 堂学 言, 无一 不 跟英 语 相关 。随 着 信息 社 会的 迅 习枯燥 乏味 , 失去学 习兴趣 。 速发展 , 要 了解 最前 沿的计 算机技术 , 必 2 3 教师方面 想 就 . 须阅读 大量 的英文 论著 , 如果仅 仅 阅读 译著 , 由于计算 机专业 英语课程 的特殊性 , 任教 则会受 到翻 译时差 和译 者对 原著 不同 理解 的 计算机专业英语的教 师一定要有扎 实的英语 基 影响, 无法 准确把握最新技 术的发展 动向。 同 础和计算 机专业知 识基础 , 这就给 教师的 选拔 时, 很多很 好的计算 机软件 也是 英文版 的 , 要 带来 了一定的难 度。 语教师虽然具 备较 高的 英 能 比较 高 效 的应 用 也需 要一 定的 英语 基 础 。 英语教学能力 , 因缺乏计算机专业知识 , 但 任教 因此 , 计算机 专业英语对 于计 算机专业 的学生 该课程 会如 同任 教公共 英语 一般 , 在词 汇 、 重 来 说有着非常 重要的意 义。 语法的语言教学 , 难以突 出计算机专业的特点 ; 专业 英语 承担 着 “ 指导 学生 阅读 有 关专 计算 机教师虽然在计算机专业知识方面能很好 业 的英语 书TS 文献 , Iu 进一步 提高学生 阅读英 的给学生进行讲解 、 指导 , 但任教该课程 , 又苦 语科技 资料的能 力 , 并能 以英 语为 工具 获取专 于英语水 平不够 , 难以实现双 语教学 。 业 所需 要的信 息 ”等任 务… 。计算 机专 业英 2 4 学 生方 面 , 语到底是 英语课 , 还是计算机 课?教学 侧重点 高 职高 专院 校计 算 机专 业 的学 生 由于 中 是英语语 言学习的加深 , 还是 计算机知 识的扩 学 阶段英语基 础不好 , 导致入 校后对英语 的学 充 ?计算 机专业 英语 教学 目的是 什 么?计算 习兴趣 不高 。加 之计算 机 专业 英语 的教材 多 机 专业英 语教 学中所 面临 着怎样 的 问题? 如 为说明文 、 议论 文, 文章 中多长 句、 句 , 难 多专 何 更有效 的开展 计算 机专 业英语 的教 学? 这 业 词汇 、英 文缩 写 , 求学生在 阅读时查 找大 要 些都是 我 们从事 计算 机专业 英语 教学 的人 员 量 的资料 , 耐心 的分析 句子 、理解 文章 , 容易 直在探索 的问题 , 笔者就这几 个方面进行 了 使学生 产生 了畏难的 心理 。
信息工程专业英语课程的改革

不应 再 以语音 、 词法 句法 、 常用 词汇 和 词组 的扩 充 为
主 , 应 以分 析 和 理 解 科 技 英 语 特 点 为 主 , 悉 并 了 而 熟
解描 述专 业 知识 的 复杂 语 言现 象 , 以扩 充 技 术 术 语 和专业 词 汇为 主 , 同时 辅 以专 业 论 文 写 作 与 英 语 学
*本 文为广 东工 业 大 学高教 研 究重 点项 目“ l 纪 宽 口径 信息 工 程 专 业 的 办 学方 针 与 办 学特 色 研 究” 文 , 2 世 论
术 口语 交 流 等 内 容 。
六级 英语 考 试成 绩 作 为 衡 量 学 生 外 语 水平 的标 准 , 很 多用 人单 位也 把 四 、 级通 过 与 否作 为衡 量 学 生 六 综 合素 质 的尺度 或 录 用 与 否 的 必 要 条件 , 对 专 业 但
英 语 的重视 则 远 远 不 够 … 教 材 陈 旧 , 学 方 法 落 l。 教
拓 宽 知 识 面 , 大 对 外 交 流 能 力 的 一 门 课 程 。 目前 扩 各 院校都 非 常重 视基 础英 语 的学 习 , 少学 校将 四 、 不
的 目的 。与公 共英 语相 比 , 专业 英 语不 仅 在 词汇 、 结
构 、 法 、 体 等 方 面 引 入 了 更 多 的 专 业 特 征 , 内 语 文 其 容 也 形 式 多 样 , 以 是 学 术 论 文 、 术 报 告 、 教 书 可 技 科 节 选 、 术 说 明 书 、 品 广 告 等 。 因此 专 业 英 语 教 学 技 产
Vo1. p l me t 2 Su p e n Ju 2 0 n. 0 2
信 息 工 程 专 业英 语 课 程 的 改 革 *
通信与电子信息工程专业英语

analog-- digital :模拟的--数字的 continuous-- discrete: 连续的--离散的
0.1 科技英语的特点 features
0.1.2 词汇 Vocabularies or words
转意词汇
Transfered words
有些单词的通用含义很接近,但它们的专业含义却完全不 同,如:
field
bus network rectifier regulator monitor
田野, 场地, 领域
公共汽车 网、网状组织 修正者 调整者 班长
(电、磁)场
总线 网络 整流器 稳压器 显示器、监视器
0.1 科技英语的特点 features
0.1.2 词汇 Vocabularies or words
依据谓语动词把复合句分解成一组简单句。 Insulation 绝缘,insulated ,insulating 依据关键词简化词组。 dielectric constant 介电常数 e.g. The ratio of the capacitance with some material other than air between the plates, to the capacitance of the same capacitor with air insulation, is called the dielectric constant of that particular material. ratio is called constant
Interactive-network → internet
互联网、因特网
transmitter-receiver → transceiver 收发器
关于高职电子信息工程专业英语教学新模式的探索

2 本门课程在整个专业中的地 位
本门课程的性质 , 在专业 中的定位为专业基础课程 。主要是由就 业 岗位需求所决定的。经过市场调研 . 本专业就业岗位主要定位为三 个方 向 : 电子产品开发初 级工程师 、 电子产 品检修及售后服务 技术员 电子生产工艺设 计员。 为实现与行业 、 企业对接 , 实现“ 毕业 即就业” . 具备解决工程 中实际问题的能力 . 因此需要学生具备 电子专业英语文
21 0 2年
第 2 期 7
S IN E&T C N L G F R T O CE C E H O O YI O MA 子 息 程 业 语 学 模 的 索 于 职电 信 工 专 英 教 新 式 探
刘阳京 ( 南理 工职业 技术 学院信 息工 程 系 湖
湖南
湘潭
4 1 4) 1 0 1
【 摘 要】 以我院电子信息工程专业学生为例 , 从就业 岗位的需求 出 , 发 以培养 学生利用工具 和翻译技巧来解决实际问题的 能力为重点 . 改 革教学方法, 采用 1 种 多样的教学手段 , 高学生学习的主观能动性 。 0 提
【 关键词】 高职; 电子信 息工程 ; 专业英语 ; 学新模式 ; 教 模块化教 学
必须说 :In s r。a t M y o en” “’loyI m le a cm ?在得 到 r a. I i 《 大学英语》 课程 的翻版 , 日常生活的单词不认识 , 国际音标不会读 , 每 生进入教室前 . 次参加英语 A级考试都通不过 . 丧失了学习外语 的兴趣和信心。 老师的许可下 。 方可进入教室。因男孩子 I语差 , Y l 面子薄 , 从 实行此 自 方 法后 , 迟到学生的数量大大减少 。 4 改革 教 学 模 式 48 考核方式 以过程性考核为主 . 以往学生学期总评成绩由平 时成绩与期考成绩两个部分构成 , 比 经过三年 的教学摸索 . 总结 , 了以往 的教学模式 , 改革 明确该 门课 : 7 改革考核方式 , 加大 程的教学指导思想是 : 以学生为主体 、 教师为辅 ; 以工作场景 中的实际 例为 3 为真实考核学生实际运 用语言的能力 , 使得学生 总评成绩 中过程性考核成 要求为主要教学 内容 、 教材为辅 ; 以提高学生学习的积极 性为 目的 , 鄙 了过程性考核在 总成绩 中的 比重 , : 3 弃以往的填鸭式: 以培养学生利用工具和翻译 技巧来解决实际问题的 绩和终结性考核成绩 比例达到 7 。其 中过程性考核主要对课程划分 终结性考核 以期末最终一次理 能力为重点。在此思想 的指导下 , 我主要采用 了以下 l 种教学手段 , 的四个模块及职业 素养方面进行考核 , 0 论笔试方式考核。弱化 了期末理论笔试 的作用 , 让学生把大部分精力 提高学生 自主学习的能力 , 在此供大家探讨。 集 中在课堂上 . 习的积极性更强 。 学 41 模块化教学 . . 9 加强与学生课后 的互动交流 改革教学模 式 . 门课程划分为 4 把该 个模块 。这 4 个模块分别是 4 以世界大学生空间为平 台. 现在全 国范 围内掀 起了以“ 世界大学生城 空间” 这个 网络平 台为 电 子技 术 专 业英 语词 汇 、电子 行 业英 语 术 语识 别 、电 子元 器 件 进行授课和教学互 动的新型教育模式。新 的教学模 式让 学生上 dt h e 文件阅读与理解、 a set a 电子产 品英文说 明书阅读与理解 。本 门课 手段 . 授课 内容不仅仅局 限于课 本。世 界大学 程共 3 个学时 . O 在学 时划分时 , 充分考 虑了学生 的学情 , 当的增加 课 的场所不仅仅局限于教室 , 适 教师通过上传课 程相关的视 了第一个模块——电子技术专业英语词汇 的课时 。 使得各个模块 的课 生城平 台拉近了教师和学生之 间的距离 , 频、 专业 资料 、 布置作 业 、 成立班级课程讨论 群 、 公布上课考勤及 测验 时 比例 为 1 : : : 。每个模块都分别从技术知识 、 6446 职业 能力 、 职业素 培养 把有 限的课 堂时间拉长成 为无 限 养3 个方面提出具体要求 , 内容灵活 . 教学 与实际工程实例结合 , 改变 情况等 手段 . 学生的 自学能力 。
电子信息工程专业英语教程(第四版)Lesson 4 Operation Amplifiers摘要

本文的着重介绍了运算放大器。
Harry Black为解决放大器的增益稳定性而提出负反馈的概念到早期运算放大器在模拟计算器中的巨大作用,晶体管的出现大大减小了运算放大器的体积,集成运放在模拟应用中有着巨大的作用。
可靠稳定。
关键词:运算放大器、负反馈、晶体管、集成运放
The article focuses on the operational amplifiers. In this paper, we canfind that the op amps was born on the daywhen Harry Black put forward the concept of negative feedbackin order to solve the problem of the gain’s instability.It played a great role in the early phase’s development of the analog computer, which became popular until the emergence of the transistor. The IC op amps showed up as soon as the transistor greatly reduced the volume of operational amplifiers. To this day, the op amp still has a strong vitality in the areas of analog design.
Key words:
op ampstransistornegative feedback analog circuitry。
以信息工程为主题的英语作文200字

以信息工程为主题的英语作文200字English:Information engineering plays a crucial role in our modern society, as it involves the study and application of information technology in various fields such as communication, computing, and data management. It focuses on the design, development, and maintenance of software systems, networks, and databases to ensure efficient and effective information processing and communication. Information engineering utilizes a wide range of tools and techniques to analyze, organize, and manage data to support decision-making and problem-solving. With the rapid advancement of technology, information engineering has become increasingly important in driving innovation and improving productivity in industries such as healthcare, finance, and education. By leveraging cutting-edge technologies such as artificial intelligence and cloud computing, information engineering has the potential to revolutionize the way we work, communicate, and interact with each other in the digital age.Translated content:信息工程在我们现代社会中发挥着至关重要的作用,它涉及在通信、计算和数据管理等各个领域应用信息技术的研究和应用。
电子信息工程专业专业英语三千字翻译

Unit3 computer architecture and microprocessors3--1 Computer Architecture1) Computer architecture , in computer science , is a general term referring to the structure of all or part of computer system . The term also covers the design of system software , such as the operating system (the program that controls the computer) , as well as referring to the combination of hardware and basic software that links the machines on a computer network . Computer architecture refers to an entire structure and to the details needed to make it functional . Thus , computer architecture covers computer systems , microprocessors , circuits , and system programs . Typically the term does not refer to application programs , such as spreadsheets or word processing , which are required to perform a task but not to make the system run .2)1.Design Elements3) In designing a computer system , architects consider five major elements that make up the system's hardware : the arithmetic /logic unit , control unit , memory , input , and output . The arithmetic /logic unit performs arithmetic and compares numerical values . The control unit directs the operation of the computer by taking the user instructions andtransforming them into electrical signals that the computer 's circuitry can understand . The combination of the arithmetic /logic unit and the control unit is called the central processing unit (CPU) . The memory stores instructions and data . The input input and output sections allow the computer to receive and send data , respectively .4) Different hardware architectures are required because of the specialized needs of systems and users . One user may need a system to display graphics extremely fast , while another system may have to be optimized for searching a database or conserving battery power in a laptop computer .5) In addition to the hardware design , the architects must consider what software programs will operate the system . Software , such as programming languages and operating systems , makes the details of the hardware architecture invisible to the user . For example , computers that use the C programming language or a UNIT operating system may appear the same from the user's viewpoint , although they use different hardware architectures .6)2.Processing Architecture7) When a computer carries out an instruction , it proceeds through five steps . First ,the control unit retrieves theinstruction from memory , for example , an instruction to add two numbers . Second , the control unit decodes the instruction into electronic signals that control the computer . Third , the control unit fetches the data (the two numbers) . Fourth , the arithmetic/logic unit performs the specific operation ( the addition of the two numbers ) . Fifth , the control unit saves the result ( the sum of the two numbers ) .8) Early computers used only simple instructions because the cost of electronic capable of carrying out complex instructions was high . As this cost decreased in the 1960s , more complicated instructions became possible . Complex instructions ( single instructions that specify multiple operations ) can save time because they make it unnecessary for the computer to retrieve additional instructions . For example , if seven operations are combined in one instruction , then six of the steps that fetch instructions are eliminated and the computer spends less time processing that operation . Computers that combine several instructions into a single operation are called complex instruction set computers ( CISC ) .9) However , most programs do not often use complexinstructions , but consist mostly of simple instructions . When these simple instructions are run on CISC architectures , they slow down processing because each instruction--whether simple or complex --takes longer to decode in a CISC design . An alternative strategy is to return to designs that use only simple , single--operation instruction sets and make the most frequently used operations faster in order to increase overall performance . Computers that follow this design are called reduced instruction set computers ( RISC ) .10) RISC designs are especially fast at the numerical computations required in science , graphics , and engineering applications . CISC designs are commonly used for non-numerical computations because they provide special instruction sets for handling character data , such as text in a word processing program . Specialized CISC architectures , called digital signal processors , exist to accelerate processing of digitized audio and video signals .11)3.Open and Closed Architectures12) The CPU of a computer is connected to memory and to the outside world by means of either an open or a closed architecture . An open architecture can be expanded after the system has been built , usually by adding extra circuitry ,such as a new microprocessor computer chip connected to the main system . The specifications of the circuitry are made public , allowing other companies to manufacture these expansion products .13) Closed architectures are usually employed in specialized computers that will not require expansion , for example , computers that control microwave ovens . Some computer manufacturers have used closed architectures so that their customers can purchase expansion circuitry only from them . This allows the manufacture to charge more and reduces the options for the consumer .14)work Architecture15) Computers communicate with other computers via networks . The simplest network is a direct connection between two computers . However , computers can also be connected over large networks , allowing users to exchange data , communicate via electronic mail , and share resources such as printers .16) Computers can be connected in several ways . In a ring configuration , data are transmitted along the ring and each computer in the ring examines this data to determine if it is the intended recipient . If the data are not intended fora particular computer , the computer passes the data to the next computer in the ring . This process is repeated until the data arrive at their intended destination . A ring network allows multiple messages to be carried simultaneously , but since each message is checked by each computer , data transmission is slowed .17) In a bus configuration , computers are connected througha single set of wires , called a bus . One computer sends data to another by broadcasting the address of the receive and the data over the bus . All the computers in the network look at the address simultaneously , and the intended recipient accepts the data . A bus network , unlike a ring network , allows data to be sent directly from one computer to another . However , only one computer at a time can transmit data . The others must wait to send their messages .18) In a star configuration , computers are linked to a central computer called a hub . A computer sends the address of the receiver and the data to the hub , which then links the sending and receiving computers directly . A star network allows multiple messages to be sent simultaneously , but it is more costly because it uses an additional computer , the hub , to direct the data .19)5.Recent Advances20) One problem in computer architecture is caused by the difference between the speed of the CPU and the speed at which memory supplies instructions and data . Modern CPUs can process instructions in 3 nanoseconds ( 3 billionths of a second ) . A typical memory access , however , takes 100 nanoseconds and each instruction may require multiple accesses . To compensate for this disparity , new computer chips have been designed that contain small memories , called caches , located near the CPU . Because of their proximity to the CPU and their small size , caches can supply instructions and data faster than normal memory . Cache memory stores the most frequently used instructions and data and can greatly increase efficiency .21) Although a large cache memory can hold more data , it also becomes slower .To compensate , computer architects employ designs with multiple caches . The design places the smallest and fastest cache nearest the CPU and locates a second large and slower cache farther away . This arrangement allows the CPU to operate on the most frequently accessed instructions and data at top speed and to slow down only slightly when accessing the secondary cache . Using separatecaches for instructions and data also allows the CPU to retrieve an instruction and data simultaneously .22) Anther strategy to increase speed and efficiency is the use of multiple arithmetic/logic units for simultaneous operations , called super scalar execution . In this design , instructions are acquired in groups . The control unit examines each group to see if it contains instructions that can be performed together . Some designs execute as many as six operations simultaneously . It is rare , however , to have this many instructions run together ,so on average the CPU does not achieve a six-fold increase in performance . 23) Multiple computers are sometimes combined into single systems called parallel processors . When a machine has more than one thousand arithmetic/logic units , it is said to be massively parallel . Such machines are used primarily for numerically intensive scientific and engineering computation .Parallel machines containing as many as sixteen thousand computers have been constructed .3-3 VLIW Microprocessors24) When Transmeta Corp. revealed its new Crusoe of processors last month ,experts weren’t surprised to learn that the chips are based on Very Long Instruction Word(VLIW)technology .VLIW has become the prevailing philosophy of microprocessor design , eclipsing older approaches such as RISC and complex instruction set computing(CISC) .25) All microprocessor designs seek better performance within the limitations of their contemporary technology. In the 70s of 20th century ,for example ,memory was measured in kilobytes and very expensive .CISC was the dominant approach because it conserved memory .26) In the CISC architecture . there can be hundreds of program instructions-simple commands that tell the system to add numbers, store values and display results. If all instructions were the same length , the simple ones would waste memory .Simple instructions require as little as 8 bits of storage space , while the most complex consume 120 bits .27) Variable-length instructions are more difficult for a chip to process, though, and the longer CISC instructions are especially complex. nonetheless ,to maintain software compatibility, modern chips such as Intel’s Pentium III and Advanced Micro Devices Inc.’s Athlon must still work with all troublesome CISC instructions that were designed in the 1980s , even though their original advantage-memory conservation-isn’t as important .28) In the 1980s , RAM chips got bigger and bigger in capacity while their prices dropped . The emphasis in CPU design shifted to relatively simple , fixed-length instructions , always 32 bits long .Although this wastes some memory by making programs bigger ,the instructions are easier and faster to execute .29) The simplicity of RISC also makes it easier to design superscalar processors-chips that can execute more than one instruction at a time .This is called instruction-level parallelism. Almost all modern RISC and CISC processors are superscalar. But achieving this capability introduced significant new levels of design complexity.30) VLIW chips can cost less , burn less power and achieve significantly higher performance than comparable RISC and CISC chips But there are always trade-offs. One is code expansion-programs grow larger , requiring more memory. Far more important , though , is that compilers must get smarter .A poor VLIW complier will have a much greater negative impact on performance than would a poor RISC or CISC compiler .31) VLIW isn’t a magic bullet , but it’s the new wave in microprocessor design .Within a few years , it’s certain that at least some of your software will be running on VLIW chips .单元3 电脑体系和微处理器3-1 电脑体系电脑体系,在电脑科技中,是一个依据整个或部分电脑结构的通用术语,这个术语也包含软件系统的设计,例如这个操作系统(控制电脑的程序),以及依据这个在电脑网络中连接主机的硬件和基本的软件的结合体。
信息类专业英语教学探索与实践

3 G的 发展情 况 。讲 解 3 G 三大 标准 : D — S C D MA、 C D .
MA 2 0 0 0及 WC D M A等相关 知识 . 拓展 学生视野 . 激 发
学生兴趣[ “ 。
听说 .局 限于阅读 和汉译 .缺乏对语 言技 能的综合训 练. 忽略 了专业英语与专业 知识 紧密结合 的特点 这种
-
的填鸭式 的构词法 学习方式 单纯依 赖教 师的灌 输 . 学
生 上 课 感 觉乏 味 . 收获 不 大 , 旷 课 现 象 比较 严 重 。 ( 2 ) 教 学 模 式 单 一 目前 大 多 数 专 业 英 语 的教 学 仍 采 用 基 础 英 语 的教
k基 金 项 目 : 自治 区新 世 纪教 改 工程 ( No . 2 0 1 0 B0 3 8 ) 收 稿 日期 : 2 0 1 3 —0 5 — 2 4 修 稿 日期 : 2 0 1 3 -0 6 - 2 4
业 英 语 的 学 习 中打 下 坚 实 的 基 础 .提 高 从 基 础 英 语 知 识 掌 握 到 专 业 英 语 知识 应 用 的 能力 专 业 英 语 是 本 科 课 程 体 系 中 大 学 基 础 英 语 之 后 结
词 汇有限 . 难 以体现科技英语 的独特语 体 : 而教师 的 自
合专业 知识 .为进一步提高学生 英语水平 的一 门主干
课 程 电 子 信 息 工 程 作 为 当 今 国 内外 发 展 最 为 迅 速 、 技 术 更 新 最 为 活 跃 的工 程 领 域 之 一 . 以 电子 信 息 工 程 专
业英语教 学为例 .集 中探讨专业英 语教学活 动中存在
的 一 些 问题 及 解 决 方 案
王 宇
( 桂 林 理 工 大学 信 息科 学 与 工程 学 院 , 桂林 5 4 1 0 0 4 ) 摘 要 :专 业 英 语 作 为 高 等 院 校 各 专 业 的一 门重要 课 程 ,具 有 语 言应 用 与 专 业 知 识 紧 密 结 合 的特 点。 如 何 培 养 学 生 学 习专 业 领 域 知 识 的 兴趣 . 提 高 学 生 阅读 、 理 解 外 文 资料 能 力 和 掌握 专 业
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鲁东大学信息与电气工程学院2015 -2016 学年第-----2----学期《 专业英语 》课程论文 课程号: 220821071任课教师 贾世祥 成绩论文题目:专业科技论文翻译对给定的发表在正规外文期刊上的电子信息类专业科技论文进行翻译,包含Title 、Introduction 、Algorithm 、Result 、Discussion 、Reference 等内容。
论文要求:(对论文题目、内容、行文、字数等作出判分规定。
)1.论文格式参考学院学士毕业论文要求,要有题目、摘要、关键字、正文、参考文献。
2.原文不包含摘要和关键字,请阅读原文并写出200~300字的英文摘要,给出5个英文关键字。
3.语言表达流畅,涉及到的图表字迹清晰,公式使用公式编辑器编辑。
4.设计报告使用B4纸打印,正文的图表可黑白打印。
教师评语:教师签字: 年 月 日一个简单、快速、有效的多边形减面算法Stan MelaxAbstract :This article describes a new type of 3D model to optimize the reduction surface algorithm. Previousalgorithms although it can reduce operating surface, but it in the reduction process will generate a lot of only makes processing speed becomes slow excess facet. This new algorithm is mainly through the edge collapse operation toachieve the effect of reducing the surface. This paper explains the characteristics and advantages of this algorithm by means of examples. The advantages and disadvantages of the new algorithm are also analyzed. Our initial goal is simple: we want to find a method can be reduced due to excessive blasting effects of polygons, now our art personnel only need to create a detailed model for every game objects. But there are limitations, this algorithm can only be applied to thetriangle, if you need to be able to other more edges of the polygon into a simple triangle, in addition to this there is no other restrictions on the.Keywords :Polygon reduction;Edge Collapse ;Pretreatment ;Optimization model ;Optimization model; Application algorithm ;如果你是一个游戏开发者,那么3D 多边形模型非常有可能是日常生活中的一部分,而且你对多少个多边形每秒、少多边形建模、细节层次等概念非常熟悉。
你可能知道多边形减面算法的目的在于通过一个有着大量多边形的高细节的模型生成一个多边形数量比它少、但是看起来却跟原模型很相像的低面模型。
这篇文章解释了一种实现自动减面的方法,并且附带的讨论了多边形减面的有用之处。
在我们开始之前,我建议你去下载我的一个程序:BUNNYLOD.EXE ,它展示了我将要阐述的这项技术。
你可以在Game Develop 网站上找到它。
问题的由来在深入这个很厉害的3D 算法之前,你可能会问你自己真的有必要关注它吗?要知道,已经有一些商业的插件和工具来为你减少多边形数量了。
然而,下面的几条理由会告诉你为什么需要实现自己的减面算法:学院 信息与电气工程学院 专业 信息工程 班级 信息1301班 本学号 20132213652 20132213664 姓名 李惠梁 吴海峰● 你使用的多边形减面工具生成的结果无法满足你的特殊需求,因此你希望做一个自己的工具。
● 你当前使用的多边形减面工具可能无法产生减面过程中的变化信息,而你却希望利用这些变化信息来使不同的细节层次之间的转换更加平滑。
● 你希望将生产过程自动化,这样的话美术人员就仅仅需要创建一个细节适当的模型,然后游戏引擎就能自动创建模型其余的细节层次。
● 你正在制作一个VRML 浏览器,你希望提供一个菜单项来简化那些巨大的VRML 文件。
那些把这些巨大的文件放到网上的超级计算机用户没有想到这些文件在普通家用电脑上显示帧速率会比较低。
● 你在你的游戏中使用的特效改变了物体的几何形状,增加了多边形的数量,你需要一个方法来使你的引擎能够实时地快速减少多边形数量。
你对此怀疑?图1展示了一个具体的实例,一个游戏引擎对减少多边形这种特性的需求。
图1 爆炸效果对多边形数量的影响在Bioware ,我实现了实时的爆炸效果,并且把它们应用在了我们开发的一个游戏原型上,以便给我们的出版商留下深刻印象。
玩家可以射击和爆破他们瞄准的实心物体表面的任意块。
通过子弹撞击而改变游戏环境比典型的“定点爆破”这种只能在游戏世界中改变预先设定项的技术更棒。
遗憾的是,重复不断的使用爆破效果会在物体上产生大量附加的三角形,如同你在图1中看到的一样。
许多添加的面是很小的或者是碎片,不会对游戏的视觉效果产生丝毫的影响——它们仅仅是让游戏更慢。
这种情况下就要求有实时的多边形减面功能,所以我开始寻找一种能够高效地完成这项工作的算法。
坍塌边图2 边塌陷在我着手处理这个问题之前,我跟亚伯达大学图形实验室的一些人学习了多边形减面。
(它让我跟一个团队一起工作,从而弄明白这个非常难的算法是如何工作的,并且弄明白什么样的技术适用于什么样的任务。
)最近这个领域出现了很多研究成果,但其中大多数比较好的技术都是 H.Hpppe 的渐进网格算法的改进和变形(参见“更多的信息”)。
那些技术都是通过重复不断的使用一个简单的边坍塌操作来降低模型的复杂度。
在这个操作里面,u和v两个顶点(边uv)被选中并且其中一个顶点(这里是u)“移动”或者说“坍塌”到另一个顶点(这个例子里是v)。
下面这些步骤说明如何实现这个操作:1. 去除所有既包含顶点u又包含顶点v的三角形(换一种说法,去除所有以uv为边的三角形)。
2. 更新所有剩下的三角形,把所有用到顶点u的地方都用顶点v代替。
3. 移除顶点u。
重复以上的过程,直到多边形的数量达到了预期数量。
每一次重复的过程中,通常会移除一个顶点、两个面、三条边。
图3展示了一个简单的例子。
图2 边塌陷选择下一条边进行坍塌要产生效果比较好的底面模型的诀窍在于要正确地选择坍塌的边,能够在坍塌的时候最小程度的影响模型的视觉变化。
研究者提出了各种各样的方法来使在每一次坍塌的时候能够选择出“最小影响”的边。
但遗憾的是,最好的那种方法非常非常复杂(也就是说,很难实现),并且要花大量时间用于运算。
因此这推动我要找到一种能够在游戏运行阶段减少多边形面数的方法,我做了很多实验,最后终于为这个选择边的过程开发了一种简单又超快的方法来生成相当不错的低面模型。
显然,先要去除那些小细节。
同时要注意的是,对于那些在同一平面上的表面,只需要很少的多边形就可以表示,同时高度弯曲的曲面则需要更多的多边形来表示。
根据以上这些,我们定义了:一条边是否要坍塌,取决于它的边长与曲率值的乘积。
为了找到在uv方向上距离别的三角形最远的u的临接三角形,我们通过比较两个面的法线的点积得到坍塌边uv的曲率值。
方程式1展现了用更多正式符号表示的求边坍塌值的公式。
详见源码(你可以在Game Developer网站上下载到源代码)。
Tu是包含顶点u的三角形的集合,Tuv是同时包含顶点u和顶点v的三角形的集合。
方程式1 求边坍塌值的方程式你可以看到,这个算法在决定哪一条边坍塌的时候对于面的曲率和大小做了平衡。
要注意的是顶点u到v的坍塌值不一定和顶点v到u的坍塌值相同。
此外,这个公式对于脊状的边的坍塌也是有效的。
即使这条脊有可能是一个锐角,或者是直角,都没有关系。
图4举例说明了这种情况。
非常明显的,在平面区域中间的顶点B,可以被坍塌到顶点A或者顶点C。
角上的顶点C应该最后被保留下来。
如果把上面的顶点A坍塌到内部的顶点B,那就会非常糟糕。
不过,顶点A可以沿着脊坍塌到顶点C,这丝毫不会影响这个模型的外观。
图4 好的和差的边坍塌如果你正在实作你自己的减面算法,你可能希望能够用这个公式做实验,来看看是否满足你的要求。
例如,对于一个动画模型,你可能希望能够改进公式,使它能够在判断潜在的坍塌边的时候可以参考不止一个动画关键帧的数据。
如果对于你来说,模型质量比减面算法所需要的执行时间更重要的话,你应该考虑使用Hoppe 的函数。
我们已经添加了很多扩展用来处理贴图坐标、顶点法线、邻接边,以及表面断裂(比如贴图接缝)。
结果先显示一个原来的模型,然后显示简化后的模型,这是对多边形减面算法效果的最好证明。
大多数的研究论文都用非常高面高细节的模型减面来证明它们的效果,原始模型接近100,000个多边形,简化后的模型只有10,000个多边形。
对于3D 游戏来说,更恰当(并且跟有挑战性)的测试是生成一个只有几百个多边形的模型,以此展示算法的强大威力。
图5 453个、200个以及100个顶点的小兔子模型(从左到右)图6 随机选择坍塌边(200个顶点)举个例子,图5展示了一个小兔子的模型,它是从一个由 Viewpoint Datalabs 制作的VRML文件中提取出来的。
模型的最初版本(左边)包含有453个顶点和902个多边形。
后边显示的是减少到200个顶点(中间)和100个顶点(右边)的模型。
希望你能够对图中不同数量多边形模型的视觉外观看起来感到满意。
图6展示了由于没有选择出正确的坍塌边而简化的模型,这里坍塌边的选择是随机的。
图7 一个女性的人物模型,左边100%多边形数量,中间20%多边形数量,右边是4%多边形数量当我们完成了动物实验之后,就要开始把这种算法应用在人物模型上了。