学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于可编程GPU大规模虚拟场景实时绘制技术研究

作　者: 王伟
导　师: 刘贤梅
学　校: 东北石油大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: GPU(图形处理单元) 大规模场景动态LOD 纹理合成
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 107次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

基于可编程GPU大规模虚拟场景实时绘制技术研究,受到很多学者的关注。在可视化研究领域的应用越来越广泛。目前大规模虚拟场景的实时绘制多数是基于CPU完成的,但CPU的主要工作是处理和运输计算机的内部数据,不是专用的图形处理器,在大规模图形渲染的时候CPU和显卡之间在数据传输上存在一定的瓶颈。因此,论文基于GPU实现大规模虚拟场景的实时绘制,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文首先对目前大规模虚拟场景实时绘制技术研究现状进行了系统阐述,然后对国内外现有对GPU的研究和发展做了详细介绍,本文重点研究内容如下：1.首先研究了可编程图形绘制流水线的工作原理,并分析了可编程图形硬件的优缺点,在此基础上分析了GPU加速的原理,同时找出了渲染场景时CPU和GPU可能存在瓶颈的地方,并分别提出了在顶点着色器和像素着色器中解决瓶颈的办法。对地形渲染技术和绘制技术也做了详细的研究。2.对动态LOD技术进行了深入的分析,构造了适用于GPU的四叉树结构,实现了基于GPU的动态LOD技术,并在此基础上实现了可见性剔除和三角化,绘制出了地形的网格图。3.实现了动态地形纹理合成技术,并对动态纹理技术的不足做了改进,提高了绘制的速度,使纹理合成的效果图更加逼真。4.在地形网格图的基础上,实现纹理映射,模拟出了真实的地形场景。本文实现了基于GPU大规模地形的实时绘制效果,利用基于动态LOD技术和纹理合成技术让模拟效果更加真实。实验模拟效果良好。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章绪论  9-12
  1.1 课题背景和意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 论文结构  11-12
第二章 GPU加速原理和地形渲染技术概述  12-26
  2.1 计算机图形硬件的发展  12-13
  2.2 GPU加速原理  13-16
  2.3 可编程图形硬件的特点  16-20
    2.3.1 可编程图形绘制流水线  16-17
    2.3.2 可编程图形硬件的优缺点  17-18
    2.3.3 定位瓶颈和解决瓶颈  18-20
  2.4 图形硬件绘制指令和语言  20
  2.5 地形渲染技术概述  20-26
    2.5.1 地形数据的数据结构  20-24
    2.5.2 地形的绘制  24-26
第三章动态LOD的GPU加速  26-39
  3.1 LOD算法简介  26-29
    3.1.1 静态细节层次模型  27-28
    3.1.2 动态细节层次模型  28-29
  3.2 基于CPU和基于GPU处理图形方法  29
  3.3 可见性剔除  29-31
    3.3.1 背面剔除  30
    3.3.2 视景体裁剪  30-31
  3.4 四叉树介绍  31-34
    3.4.1 四叉树的结构  31-32
    3.4.2 四叉树的层次构造  32-33
    3.4.3 四叉树的特点  33-34
  3.5 基于GPU实现动态LOD总体介绍  34-36
    3.5.1 算法概述  34-35
    3.5.2 构造存储数据的纹理  35-36
  3.6 实现过程  36-38
    3.6.1 地形LOD检测的实现  36
    3.6.2 结点的剔除与三角化  36-38
  3.7 结果与讨论  38-39
第四章基于GPU的地形表达与渲染技术  39-44
  4.1 基于GPU的场景渲染机制  39-40
  4.2 地形纹理合成技术介绍  40-42
    4.2.1 动态地形纹理合成原因  40
    4.2.2 地形纹理合成的基本原理  40-41
    4.2.3 动态纹理合成技术存在的不足  41
    4.2.4 对动态纹理合成改进方法  41-42
  4.3 试验结果  42-44
结论  44-45
参考文献  45-49
发表文章目录  49-50
致谢  50-51
论文摘要  51-59

基于可编程GPU大规模虚拟场景实时绘制技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文