GPU加速的可見性剔除方法研究.pdf

1、近年來隨著圖形學(xué)的發(fā)展，三維模型以其直觀性和真實(shí)性等特點(diǎn)，用其代替二維數(shù)據(jù)來表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界已經(jīng)在眾多行業(yè)得到了廣泛應(yīng)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(dá)到上百萬甚至更多。繪制時(shí)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(diǎn)。
　　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(fù)擔(dān)，本文取得的主要成果如下：⑴提出了一種基于計(jì)算著色器的視域剔除算法:利用最新OpenGL標(biāo)準(zhǔn)中引入的計(jì)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(jì)算著色器中進(jìn)行視域剔除，同時(shí)通過原子計(jì)數(shù)器記錄繪制的頂點(diǎn)數(shù)?；谟?jì)算著色器的視域剔除，不僅減小了CPU對GPU繪制過程的干預(yù)，也避免了緩沖區(qū)之間的多次讀寫操作，并且實(shí)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(yù)測性遮擋剔除算法:在現(xiàn)有的利用GPU頂點(diǎn)著色器和幾何著色器對實(shí)例對象進(jìn)行遮擋剔除的計(jì)算過程中引入了預(yù)測判斷機(jī)制。利用實(shí)例對象的歷史可見信息對其進(jìn)行有選擇的遮擋檢測，以保證提高繪制效率的同時(shí)減輕GPU的負(fù)擔(dān)。根據(jù)時(shí)間連續(xù)性條件對所有實(shí)例對象進(jìn)行篩選，只有不確定其可見性的實(shí)例才進(jìn)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(shí)例對象進(jìn)行遮擋判斷，預(yù)測判斷在頂點(diǎn)著色器中執(zhí)行，無需CPU干預(yù)，且減輕了GP