基于GPGPU的立體成像加速與嵌入式多屏3D顯示技術(shù)研究.pdf

1、隨著嵌入式圖形系統(tǒng)的發(fā)展，具有多屏和三維(ThreeDimensional，3D)顯示功能的嵌入式圖形系統(tǒng)的需求越來越迫切。然而，現(xiàn)有的嵌入式圖形系統(tǒng)均不能很好地支持多屏和3D顯示。近年來，研究人員在已有嵌入式圖形系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了軟件加速的3D顯示支持;但是CPU占用率高，性能達不到要求。支持多輸出、OpenGL和OpenCL的嵌入式圖形芯片的發(fā)展，為實現(xiàn)多屏顯示和3D顯示提供了硬件基礎(chǔ)。
　　本文分層模塊化設(shè)計和實現(xiàn)了一種嵌

2、入式多屏3D顯示圖形系統(tǒng)EM3D，該圖形系統(tǒng)實現(xiàn)了單個顯卡多個輸出顯示和3D硬件加速顯示的3D顯示支持。在嵌入式系統(tǒng)中，有限的資源使得性能問題突出，在多屏多3D應(yīng)用情況下更甚。GPGPU(通用計算GPU)發(fā)展迅速，為了提高系統(tǒng)性能，本文提出了加速3D圖形應(yīng)用的方法:基于OpenGL/OpenCL的異構(gòu)計算與圖形渲染協(xié)作的模型，實現(xiàn)了基于該模型的立體成像的加速。在該模型中，OpenCL用來加速計算，OpenGL/OpenCL協(xié)作減少通信。

3、本文工作主要包括以下幾個方面:
　　首先，敘述了基于OpenGL/OpenCL的異構(gòu)計算與圖形渲染協(xié)作模型，提出了基于該模型的立體成像的加速方法。立體成像的偏移計算適于SIMD并行計算，并且立體成像的計算結(jié)果將會顯示，所以立體成像適于通過該模型加速。OpenGL提供了與OpenCL協(xié)作的機制與相應(yīng)的API，所以可以實現(xiàn)OpenGL對象的GPU通用計算。OpenGL對象的GPU通用計算相較于OpenGL對象的CPU計算，減少了CPU

4、和GPU之間的通信量和CPU的計算量，提高了性能。
　　其次，分層模塊化設(shè)計、實現(xiàn)了單卡多屏3D顯示圖形系統(tǒng)。在確定系統(tǒng)的功能和性能需求的基礎(chǔ)上，采用分層模塊化方法設(shè)計了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要包括三個層次:底層硬件驅(qū)動層、圖形引擎層以及圖形庫層和五個模塊:圖形設(shè)備初始化模塊、圖形引擎模塊、3D加速渲染模塊以及2D、3D圖形庫函數(shù)模塊;并詳細描述了多屏檢測、3D顯示支持以及通信模塊的原理和實現(xiàn)方法。
　　最后，搭建開發(fā)調(diào)試平臺，對系統(tǒng)