GPU加速的大規(guī)模體繪制研究.pdf

1、三維可視化在醫(yī)學(xué)輔助診斷、手術(shù)仿真、醫(yī)療教學(xué)等方面應(yīng)用廣泛,GPU使其大范圍應(yīng)用成為可能。結(jié)合GPU的發(fā)展趨勢(shì),本文對(duì)三維可視化算法中GPU加速的直接體繪制算法進(jìn)行深入研究,所做的主要工作以及創(chuàng)新成果包括:
　　(1)針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)無法直接在GPU上體繪制的問題,提出一種算法:采用索引封裝技術(shù)壓縮體數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)完全載入顯存,同時(shí)在索引中標(biāo)記空數(shù)據(jù)及高密度數(shù)據(jù)的位置實(shí)現(xiàn)早期光線終止與空域跳過等加速技術(shù),有效地實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模體數(shù)

2、據(jù)的實(shí)時(shí)繪制。
　　(2)提出一種基于物體空間序的雙層次空域跳過算法:先以規(guī)則的數(shù)據(jù)分塊作粗略地跳過,再以八叉樹獲得更高粒度的優(yōu)化。針對(duì)該算法引入的CPU高負(fù)載瓶頸,我們提出一種新的算法,在GPU內(nèi)快速計(jì)算采樣面片,平衡了CPU與GPU間的運(yùn)算負(fù)載。結(jié)合上述兩種算法,實(shí)現(xiàn)高效地大規(guī)模體數(shù)據(jù)繪制并無損圖像質(zhì)量。
　　(3)提出一種改進(jìn)的早期射線終止算法,以基于八叉樹的體數(shù)據(jù)表達(dá)獲得射線終止信息,再以深度緩存剔取實(shí)現(xiàn)早期射線終止