基于GPU光線投射體繪制加速算法的分析與改進.pdf

1、科學計算可視化是近些年提出并取得長足發(fā)展的一個全新的科研方向?？梢暬夹g融入了計算機中圖形學、計算機圖像處理等技術，通過數據轉換技術把科學研究產生的一些抽象的數據轉換成圖形和圖像，并且在電腦屏幕上進行交互的顯出處理。使科學計算的從事者能更加直觀的觀察數據和數據的變化。三維空間體數據場的可視化技術是科學計算可視化技術的發(fā)展的一個重要方向和核心內容，體繪制技術是三維空間體數據場的可視化技術主要的研究方法，因此可以說體繪制技術是目前科學計算可

2、視化研究的最主要的方向。光線投射算是三維數據場體繪制的主要算法之一，它為三維空間數據場中的每以個體素賦值不同的不透明度值和顏色值，然后再根據不透明度值和顏色值，通過三線性插值計算進行圖像的合成。該算法生成的最終圖像可以得到非常好地保留三維數據場的每個細節(jié)，并且通過該算法繪制出的圖像具有很高的品質，由于該算法對三維圖像模糊區(qū)域的處理具有很好的效果，因此在很多的有圖像顯示、處理領域得到了應用。
　　本文闡述了作為體繪制經典算法之一的光

3、線投射算法的實現原理、三維空間體數據的分類、體數據不透明度和顏色的賦值、對體數據的重采樣以及最終圖像的合成等技術，這些都是光線投射體繪制算法能夠實現的理論基礎。本文還對現有的光線投射加速算法進行了分析和評價，并在此基礎上給出了一種改進的空體素跳躍加速算法，該算法可以減少體繪制過程中對空體素的采樣和重采樣，節(jié)省了運行時間和存儲空間，保證了體繪制圖片的質量。并結合上文提出的空體素跳躍加速算法，使用GPU實現了光線投射算法，并給出了實驗的數據