CUDA编程示例：使用分层2D纹理提取的纹理

最新推荐文章于 2025-05-18 15:54:23 发布
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本文介绍了CUDA编程中如何使用分层2D纹理提升访存效率，包括定义纹理内存、绑定、访问和解绑的步骤，并提供了一个详细示例代码。

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CUDA编程示例：使用分层2D纹理提取的纹理

介绍
在CUDA编程中，使用纹理内存可以提高访存效率并加速数据处理。本文将讲解如何在CUDA中使用分层2D纹理来提取纹理数据。我们将提供一个详细的示例代码，以帮助您理解和实现这个过程。

步骤
以下是使用分层2D纹理提取纹理数据的步骤：

  1. 定义纹理内存
    首先，您需要在CUDA代码中定义一个分层2D纹理。这可以通过使用texture关键字和cudaReadModeElementType来完成。下面是一个示例：

    texture<float, cudaTextureType2DLayered, cudaReadModeElementType> texRef;
```

  2. 绑定纹理内存
    接下来，您需要将纹理内存与实际数据进行绑定。对于分层2D纹理，您可以使用cudaBindTextureToArray函数来完成绑定。下面是一个示例：

    cudaArray* cuArray;
cudaChannelFormatDesc channelDesc = cudaCreateChannelDesc<float>();
cudaMalloc3DArray(&am
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使用分层2D纹理提取的CUDA实例
CodeByte的博客
08-22 120
在主函数中，我们首先为输出数组在GPU内存中分配空间。然后，我们定义了一个16x16的线程块，并根据数组的大小计算出了网格大小，以便在GPU上执行核函数。最后，我们将GPU中的输出拷贝回CPU内存中进行进一步的处理。接下来，我们需要定义一个CUDA核函数，用于提取纹理中的值并进行操作。在这个核函数中，我们首先计算出当前线程需要访问的元素在纹理数组中的位置。本文将为您介绍如何在CUDA中使用分层2D纹理提取纹理，并提供相应的源代码。函数从纹理中提取对应坐标处的值，并将它乘以2后存储到输出数组中。
CUDA中使用分层2D纹理提取的纹理的示例（C/C++）
DevCharm的博客
09-05 104
它可以通过在内存中的数据上设置纹理缓存，以及使用纹理内存引用来实现高速的数据读取。本文将展示如何在C/C++中使用分层2D纹理提取的纹理的实例，并附带相应的源代码。通过上述步骤，我们成功地在CUDA中使用分层2D纹理提取的纹理，并在内核中进行了计算。首先，我们需要定义一个2D数组并在设备内存中分配空间，用于存储要在CUDA内核中访问的数据。函数来读取分层2D纹理中的数据。现在，我们可以定义并绑定一个分层2D纹理对象到我们的设备内存中的。CUDA中使用分层2D纹理提取的纹理的示例（C/C++）
cuda中的纹理内存 二维纹理绑定错误
handongyexue的专栏
09-18 1081
初学cuda，受了很多罪。因为在windows开发环境中，图形界面占用了很多gpu资源，因此从用了四年的vs转战到linux下的vim+nvcc+cuda-gdb。对用习惯了随手加断点，随便添监视的vs忠实用户来说，这个没有可视化、没有集成的开发环境实在是有点不习惯。再加上对于gpu程序初次接触，因此造成了开发时间的极大浪费。         一个bug，让我调了整整两天。         这
【待测】CUDA二维纹理内存+Opencv图像滤波
nyist_yangguang的博客
12-25 480
#include <cuda_runtime.h> #include <highgui/highgui.hpp> #include <imgproc/imgproc.hpp> using namespace cv; int width = 512; int height = 512; // 2维纹理 texture<float, 2, cudaReadModeElementType> texRef; // 核函数 __global_...
CUDA纹理绑定
zhangpinghao的专栏
11-18 4483
最近学习了下CUDA矩阵内存对齐分配的方法，主要是cudaMemcpy2D和cudaMallocPitch两个函数的用法，先看看cudalibrary中如何定义的这两个函数： cudaError_t cudaMallocPitch ( void **  devPtr,     size_t *  pitch,
CUDA cudaTextureType2DLayered 纹理内存使用心得（踩坑记录）
ss2lyf的博客
08-30 2093
CUDA 纹理内存使用心得（踩坑记录）写这些东西的原因所参考的资料的链接为什么要用到纹理内存简单的代码示例如何改变文本的样式插入链接与图片如何插入一段漂亮的代码片生成一个适合你的列表创建一个表格设定内容居中、居左、居右SmartyPants创建一个自定义列表如何创建一个注脚注释也是必不可少的KaTeX数学公式新的甘特图功能，丰富你的文章UML 图表FLowchart流程图导出与导入导出导入 写这些东西的原因 笔者是做三维重建的，主要是NVS部分。在实现patch match方式的时候，因需要用到GPU加速
cudaBindTexture2D error
.
01-23 1204
cudaBindTexture2D 绑定失败。代码如下： cudaChannelFormatDesc channelDesc = cudaCreateChannelDesc&lt;float&gt;(); cudaBindTexture2D(0, inputProcessed, tmpGray, channelDesc, 844, 480, 844*sizeof(float)); 解决方法：...
CUDA 纹理入门
最新发布
深之JohnChen的专栏
05-18 763
CUDA纹理是NVIDIA GPU提供的一种特殊内存访问机制，它允许高效地访问和过滤结构化数据。纹理内存最初是为图形渲染设计的，但在通用计算(GPGPU)中也很有用。
计算机视觉 基于CUDA编程的入门与实践 线程及同步一
学以致用 知行合一
12-26 898
这里的内核的代码值得注意的是：一处是计算初始的tid的时候，另一处则是while循环部分。计算初始的tid的变化，是因为我们现在是启动多个块，每个里面有多个线程，直接看成ID的结构，多个块横排排列，每个块里面有N个线程，那么自然计算tid的时候是用当前块的ID*当前块里面的线程数量+当前线程在块中的ID，即tid=blockIdx.x（当前块的ID）*blockDim.x（当前块里面的线程数量）+threadIdx.x（当前线程在块中的ID）。更加理想的则是，我们并不单独启动1个块，里面多个线程；
CUDA使用CUDAArray的纹理
zhangpinghao的专栏
11-07 790
http://www.cnblogs.com/apapaxionga/archive/2012/03/28/2421621.html 简单范例 接下来，还是用实例来看吧∼这边是用 CUDA Array 的 texture 来做 transpose 的动作。[程式原始码下载] 首先，main() 的内容如下： void main( int argc, char** argv ) {
CUDA内存(五) 纹理内存
Full_Speed_Turbo
02-18 1106
文章目录纹理内存的特性API最简单的用法：例子分析：Simpletexture1. 声明CUDA数组之前，必须先用结构体channelDesc描述CUDA数组中的数据类型。2. 声明纹理参照系3.设置运行时纹理参照系属性4. 纹理绑定5 纹理拾取 纹理内存的特性 纹理内存缓存在芯片上，因此在某些情况中，它能够减少对内存的请求并提供更高效的内存带宽。纹理缓存是专门为那些在内存访问模式中存在大量空间局...
CUDA：使用纹理内存实现简单的2D坐标变换
CyberLynxO的博客
09-17 145
通过以上步骤，我们成功地使用CUDA和纹理内存对2D纹理坐标进行了简单的变换。这个示例展示了如何在CUDA编程中使用纹理内存来提高内存访问效率，并给出了相应的源代码。在CUDA编程中，使用纹理内存可以提高内存访问的效率。在本篇文章中，我们将展示如何使用CUDA和纹理内存对2D纹理坐标进行简单的变换。在本例中，我们将使用一个简单的二维数组来表示纹理数据。在上述代码中，我们首先分配了用于存储输出数据的设备内存，并定义了内核调用的网格和块大小。函数从纹理内存中读取对应纹素的值，并将其存储在输出数组中。
CUDA编程——纹理
yjh0628的专栏
04-28 1089
<br />【IT168 文档】(一)纹理属性<br />(二)纹理拾取函数<br />(三)拾取纹理内存与读取全局或常量内存相比的优点<br />(一)纹理属性<br />　　纹理可以在线性内存或是CUDA数组(纹理内存)的任何区域。所以纹理拾取也就对存在与线性内存或CUDA数组中的纹理读取数据。<br />　　共用运行组件(既可以运行在host又可以运行在设备)中给出了纹理类型texture。纹理拾取的第一个参数就是纹理参考，纹理参考定义要拾取哪部分纹理内存，它必须通过宿主运行时(只运行在宿主上)函数绑
并行计算之路<2>——CUDA与纹理映射
空城记
02-15 2802
纹理存储器是GPU常用的优化方法。举个栗参考《GPGPU编程技术——从GLSL、CUDA到OpenCL》代码6-2（离散卷积程序）。因为CUDA版本的不同，所以本人对原书的代码进行修改，修改后的代码如下。#include "cuda_runtime.h" #include "device_launch_parameters.h"#include <iostream>using namespace s
CUDA纹理存储器的特性及其使用
yongxiaolong的专栏
01-08 696
2.3.5 纹理存储器 纹理存储器（texture memory）是一种只读存储器，由GPU用于纹理渲染的的图形专用单元发展而来，因此也提供了一些特殊功能。纹理存储器中的数据位于显存，但可以通过纹理缓存加速读取。在纹理存储器中可以绑定的数据比在常量存储器可以声明的64K大很多，并且支持一维、二维或者三维纹理。在通用计算中，纹理存储器十分适合用于实现图像处理或查找表，并且对数据量较大时的随机数据访
Cuda里面的Texture Memory
Uwen
09-05 5442
how to use cuda textute memory
VS2017 CUDA编程学习10：纹理内存
DU_YULIN的博客
11-03 1315
文章目录前言1. 纹理内存的理解2. C++ CUDA实现常量内存使用3. 执行结果总结学习资料 VS2017 CUDA编程学习1：CUDA编程两变量加法运算 VS2017 CUDA编程学习2：在GPU上执行线程 VS2017 CUDA编程学习3：CUDA获取设备上属性信息 VS2017 CUDA编程学习4：CUDA并行处理初探 - 向量加法实现 VS2017 CUDA编程学习5：CUDA并行执行-线程 VS2017 CUDA编程学习6: GPU存储器架构 VS2017 CUDA编程学习7：线程同步-共享内
CUDA 学习——纹理内存（CUDA实战 第七章）
ygf666的博客
05-18 3299
1. 纹理内存使用 纹理内存的使用依赖于API函数。下面直接给出常见的使用流程： 1.1 声明纹理变量 texture<Type, Dim, ReadMode> VarName; //Type: 前面提到的基本的整型和浮点类型，以及其它的对齐类型 //Dim： 纹理数组的维度，值为1或2或3，默认缺省为1 //ReadMode：cudaReadModelNormalizedFloat 或 cudaReadModelElementType(默认) NOTE： cudaReadModelNor
CUDA学习之纹理内存
DreamerZhang的专栏
08-02 6455
1、纹理存储器的特性     纹理存储器中的数据以一维、二维或者三维数组的形式存储在显存中，可以通过缓存加速访问，并且可以声明大小比常数存储器要大的多。在kernel中访问纹理存储器的操作称为纹理拾取(texture fetching)。将显存中的数据与纹理参照系关联的操作，称为将数据与纹理绑定(texture binding).　显存中可以绑定到纹理的数据有两种，分别是普通的线性存储器和c
卡通滤镜
04-03
<think>嗯，用户现在问的是卡通滤镜，之前已经问过连环画滤镜了。我需要先回顾一下之前的回答，确保内容不重复但又保持一致性。连环画滤镜主要强调高对比度、边缘检测、简化色彩和纹理叠加，比如网点效果。而卡通滤镜可能更侧重于鲜艳的色彩、平滑的色块和更清晰的轮廓，可能还包含一些光影效果。 首先，我需要确认卡通滤镜的核心特点。可能包括颜色简化、边缘增强、细节平滑以及可能的阴影和高光处理。然后要考虑实现的技术步骤，比如边缘检测可能还是用Canny或者Sobel，但可能参数不同。颜色简化可能不是转为黑白，而是减少颜色数量，让图像看起来更像卡通中的色块。 另外，用户之前提到的步骤是分步解析，我需要保持结构类似，但内容不同。可能需要比较连环画滤镜和卡通滤镜的不同之处，比如卡通滤镜更注重平滑渐变和色块，而连环画更注重点状纹理和高对比度。 还要注意用户可能的深层需求。他们可能是在寻找如何应用这些滤镜，无论是通过软件还是编程实现。需要包括实际应用示例，比如在Photoshop或手机APP中的操作步骤，以及编程实现如OpenCV的方法。 技术难点方面，可能需要提到颜色分区的处理，避免边缘过于生硬，或者保持细节的同时平滑纹理。比如，双边滤波在保留边缘的同时平滑颜色，这对卡通效果很重要。 此外，用户可能对实时处理感兴趣，比如在视频或移动应用中的优化，所以需要提到性能优化的方法，比如算法简化或使用GPU加速。 最后，应用场景部分要区分连环画和卡通的不同使用情况，比如卡通滤镜更多用于娱乐、头像生成、游戏设计等。需要确保回答结构清晰，逐步解析，符合用户之前的要求。</think>--- ### **1. 卡通滤镜的核心特点** - **色块简化**：将复杂颜色区域压缩为少量纯色块，模仿动画填色风格。 - **边缘强化**：用清晰黑线勾勒物体轮廓，增强二维感。 - **平滑渐变**：减少真实光影细节，改用均匀阴影或高光。 - **夸张特效**：添加光晕、发光边缘等增强梦幻感。 --- ### **2. 实现原理与关键技术** #### **步骤1：边缘检测与轮廓增强** - **算法选择**： - **Canny边缘检测**：精准定位轮廓，但可能产生断线。 - **自适应阈值分割**：如利用图像亮度差异生成连贯线条。 - **深度学习边缘提取**：基于U-Net等模型生成艺术化线条（如Adobe的Cartoonizer）。 - **优化技巧**： 对边缘进行膨胀操作（形态学处理），公式示例： $$ \text{膨胀操作：} \quad A \oplus B = \{ z \mid (B)_z \cap A \neq \varnothing \} $$ 其中 $B$ 为结构元素，用于加粗边缘线条。 #### **步骤2：颜色量化与平滑** - **颜色聚类**： 使用K-means算法将图像颜色压缩为5-10种主色，例如： $$ \arg\min_{C} \sum_{i=1}^k \sum_{x \in S_i} \|x - \mu_i\|^2 $$ 其中 $k$ 为颜色类别数，$\mu_i$ 为聚类中心。 - **双边滤波**： 在平滑颜色的同时保留边缘，公式： $$ I_{\text{filtered}}(p) = \frac{1}{W_p} \sum_{q \in \Omega} I(q) \cdot f(\|p-q\|) \cdot g(\|I(p)-I(q)\|) $$ 其中 $f$ 控制空间距离权重，$g$ 控制颜色差异权重。 #### **步骤3：风格化光影处理** - **卡通光照模拟**： - 通过法线贴图生成伪3D高光（如Photoshop的“油画”滤镜）。 - 使用梯度域处理增强阴影对比度。 - **色块分层**： 将图像分为高光、中间调、阴影三层，分别填充单色（类似赛璐璐动画）。 #### **步骤4：特效叠加** - **发光边缘**：对边缘线条应用高斯模糊与外发光。 - **纹理融合**：叠加手绘质感纹理（如画布噪点），混合模式设为“叠加”或“柔光”。 --- ### **3. 实际应用方法** #### **在软件中快速实现** - **Photoshop**： 1. 使用 `滤镜 → 油画` 平滑纹理。 2. 通过 `滤镜库 → 海报边缘` 增强轮廓。 3. 用 `色阶/曲线` 强化对比度，最后叠加手绘纹理图层。 - **手机APP（如Prisma、PicsArt）**： 直接选择“卡通”或“漫画”滤镜，调节“线条强度”和“色彩简化”参数。 #### **编程实现（Python + OpenCV）** ```python import cv2 # 1. 颜色量化与平滑 img = cv2.imread("input.jpg") blurred = cv2.bilateralFilter(img, d=9, sigmaColor=75, sigmaSpace=75) # 2. 边缘检测 gray = cv2.cvtColor(blurred, cv2.COLOR_BGR2GRAY) edges = cv2.Canny(gray, threshold1=50, threshold2=150) # 3. 颜色聚类 data = blurred.reshape((-1, 3)).astype(np.float32) k = 6 # 颜色种类数 _, labels, centers = cv2.kmeans(data, k, None, (cv2.TERM_CRITERIA_EPS + cv2.TERM_CRITERIA_MAX_ITER, 10, 1.0), 10, cv2.KMEANS_RANDOM_CENTERS) quantized = centers[labels.flatten()].reshape(img.shape) # 4. 合成结果 cartoon = cv2.bitwise_and(quantized, quantized, mask=~edges) cv2.imwrite("cartoon_effect.jpg", cartoon) ``` --- ### **4. 技术难点与解决方案** - **颜色过渡生硬**： 在聚类后使用导向滤波（Guided Filter）柔和色块边界。 - **细节丢失**： 保留高频细节层并与卡通化结果融合，公式： $$ I_{\text{final}} = I_{\text{cartoon}} + \alpha \cdot (I_{\text{original}} - I_{\text{blurred}}) $$ 其中 $\alpha$ 控制细节保留强度。 - **实时性要求**： 使用GPU加速（如CUDA）或模型轻量化（MobileNet+边缘提取）。 --- ### **5. 与连环画滤镜的差异** | **特征** | **卡通滤镜** | **连环画滤镜** | |------------------|---------------------------|---------------------------| | **色彩处理** | 少量鲜艳色块 | 黑白/单色+网点纹理 | | **边缘风格** | 闭合流畅线条 | 断线+粗犷笔触 | | **光影表现** | 均匀阴影/高光 | 高对比度+硬朗分界 | | **典型应用** | 3D转2D动画、头像生成 | 复古漫画、版画风格 | --- ### **6. 应用场景** - **社交媒体头像**：将真人照片转为虚拟形象。 - **游戏美术**：快速生成低多边形（Low Poly）贴图。 - **影视预演**：制作动画分镜的简化效果。 通过结合边缘强化、颜色量化与风格化特效，卡通滤镜能将真实图像转化为充满想象力的动画风格，其效果取决于算法对色彩、线条与光影的平衡控制。
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