基于GPU的二維矢量場可視化點噪聲方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展極大地促進(jìn)了科學(xué)計算可視化的發(fā)展,二維離散矢量場可視化是科學(xué)計算可視化的重要組成部分。目前,可視化的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,幾乎涉及自然科學(xué)與工程技術(shù)的一切領(lǐng)域。
　　 海洋流場可視化對海洋科學(xué)的研究和發(fā)展具有重要作用,它將測量到的海洋矢量場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以直接分析的圖形、圖像,同時可以實現(xiàn)交互式引導(dǎo)和控制,有利于對海洋整體信息進(jìn)行研究。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,采集到的海洋矢量場數(shù)據(jù)量往往十分巨大,這對可視

2、化的計算能力提出了挑戰(zhàn),目前并行處理技術(shù)的發(fā)展為大規(guī)模海洋數(shù)據(jù)的實時可視化提供了新的途徑。
　　 近年來,計算機(jī)圖形處理器(GPU)得了極大的發(fā)展,其設(shè)置的硬件結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)極高并行度與大量浮點吞吐的運算環(huán)境,隨著GPU的可編程性不斷增強(qiáng),可編程浮點單元已經(jīng)成為GPU內(nèi)部的主要運算力量,并且調(diào)用越來越方便,編程門檻不斷降低。GPU的應(yīng)用能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了圖形渲染任務(wù),并開始涉足到圖形學(xué)以外的通用計算領(lǐng)域。由于GPU強(qiáng)大的計算能力,

3、運用GPU解決一些大規(guī)模的計算問題已經(jīng)成為一個研究熱點。
　　 點噪聲方法是顯示海洋環(huán)境的整體性和全局性特征的重要的研究方法,能夠充分顯示海洋流場的宏觀特性,但是在目前的研究中普遍面臨一個重大問題,即算法執(zhí)行時間較長,可視化難以達(dá)到實時處理效果。本文提出一個基于GPU的二維離散矢量場可視化點噪聲并行算法,在GPU中并行運用點噪聲算法實現(xiàn)流場可視化,本文以基于集群的點噪聲并行方法作為參照,對二者進(jìn)行分析,充分體現(xiàn)了GPU并行計算在