高質(zhì)量的實時直接體繪制算法.pdf

1、體繪制技術是科學計算可視化領域一個重要的研究方向，近年來，由于計算機圖形處理器（Graphic Processing Unit，簡稱GPU）的高速發(fā)展，使得基于GPU的實時繪制成了當前計算機圖形學的熱門研究領域之一，本文著重研究基于通用圖形處理器的直接體繪制技術，力求在繪制的真實感與交互性能之間尋求一個良好的平衡。 本文介紹了三維可視化和可編程圖形處理器的概況，分析了可視化的主要流程與基于可編程圖形處理器的圖形流水線，總結了幾種

2、基于目前最新的可編程圖形處理器的實時高質(zhì)量體繪制算法。同時也給出了這些算法的完整實現(xiàn)和對比結果。本文還分析了傳統(tǒng)基于GPU三維紋理體繪制算法的優(yōu)缺點，并根據(jù)繪制質(zhì)量和速度提出改進傳統(tǒng)算法的技術。 由于目前GPU的并行和專注計算的架構，使得GPU的浮點運算速度遠大于CPU。在GPU中已實現(xiàn)的基于紋理面片的體繪制算法，其主要工作都在片段著色器上進行，而頂點著色器只進行少部分的工作。為克服圖形硬件對傳統(tǒng)紋理映射體繪制的限制，提出并分析

3、討論了采用頂點編程來有效地實現(xiàn)基于紋理的體繪制中的切片組與包圍盒相交過程的方法。由此保證頂點處理器、片段處理器與內(nèi)存帶寬間工作量的平衡，并結合空區(qū)域跳躍法與OpenGL的頂點緩沖對象（vertex buffer object）技術，進一步加快了繪制速度。傳統(tǒng)三維紋理映射算法是以面繪制為基礎的固定管線，因而難以實現(xiàn)體數(shù)據(jù)中的光照計算，而本算法可使用自定義光照算法，彌補了原先固定管線中，沒有像素級光照的缺點，增強了算法的局部照明效果，實現(xiàn)P