GPU加速的可見性剔除方法研究.pdf

1、近年來隨著圖形學的發(fā)展，三維模型以其直觀性和真實性等特點，用其代替二維數(shù)據(jù)來表現(xiàn)現(xiàn)實世界已經(jīng)在眾多行業(yè)得到了廣泛應用。在高速鐵路三維視景仿真系統(tǒng)中，鐵路沿線的場景規(guī)模較大，多邊形面片的數(shù)量通常達到上百萬甚至更多。繪制時對圖形硬件和繪制算法提出了很高的要求。目前以高并行GPU為核心的圖形處理器正在快速發(fā)展，著重依賴GPU加速圖形繪制，減少CPU與GPU之間的交互成為了研究熱點。
　　本文針對如何提高GPU的繪制效率問題開展研究，良好

2、的可見性剔除算法可大大減輕GPU的負擔，本文取得的主要成果如下：⑴提出了一種基于計算著色器的視域剔除算法:利用最新OpenGL標準中引入的計算著色器能夠?qū)PU發(fā)送控制指令以及單程序多數(shù)據(jù)的新特性，提高了視域剔除的效率。在計算著色器中進行視域剔除，同時通過原子計數(shù)器記錄繪制的頂點數(shù)?；谟嬎阒鞯囊曈蛱蕹?，不僅減小了CPU對GPU繪制過程的干預，也避免了緩沖區(qū)之間的多次讀寫操作，并且實現(xiàn)了多線程的批量處理，充分發(fā)揮了GPU的性能。⑵提

3、出了一種GPU加速的預測性遮擋剔除算法:在現(xiàn)有的利用GPU頂點著色器和幾何著色器對實例對象進行遮擋剔除的計算過程中引入了預測判斷機制。利用實例對象的歷史可見信息對其進行有選擇的遮擋檢測，以保證提高繪制效率的同時減輕GPU的負擔。根據(jù)時間連續(xù)性條件對所有實例對象進行篩選，只有不確定其可見性的實例才進入到下一步的遮擋檢測。條件式的篩選過程有效地避免了每次都要對所有實例對象進行遮擋判斷，預測判斷在頂點著色器中執(zhí)行，無需CPU干預，且減輕了GP