基于高性能計(jì)算的體繪制算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、醫(yī)學(xué)影像處理已是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)輔助診斷中不可或缺的技術(shù)。醫(yī)學(xué)影像處理包括許多方面，其中醫(yī)學(xué)影像三維可視化技術(shù)是其中一個(gè)非常重要的方向。醫(yī)學(xué)影像三維可視化是涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理和生物醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域的技術(shù)。近年來(lái)，醫(yī)學(xué)影像可視化技術(shù)在輔助診斷、手術(shù)模擬仿真、放射治療和醫(yī)學(xué)教學(xué)等方面都起著舉足輕重的作用。然而醫(yī)學(xué)影像可視化技術(shù)面臨眾多技術(shù)難題，使其難以廣泛的在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用。首先，它對(duì)計(jì)算量的需求十分巨大，滿足它的計(jì)算需求十分困難;最后，它對(duì)

2、實(shí)時(shí)性有著比較高的要求。而高性能計(jì)算技術(shù)非常適合解決數(shù)據(jù)量大、計(jì)算量需求巨大、具有較高實(shí)時(shí)性要求的問(wèn)題。目前主要實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算的方式包括使用高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算、利用集群系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能并行計(jì)算、使用特殊的軟硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算。
　　本文將重點(diǎn)論述和使用四種高性能計(jì)算方式，最基本的是利用多核多線程并行計(jì)算;以及利用MPI組建小型集群實(shí)現(xiàn)高性能并行計(jì)算;另一種使用CUDA(ComputeUnified Device Ar

3、chitecture)技術(shù)，利用GPU(Graphic Processing Unit)實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算;最后是將上述兩種方法結(jié)合，利用集群中的多個(gè)GPU進(jìn)行高性能計(jì)算。
　　本文將重點(diǎn)論述基于高性能計(jì)算的光線投射體繪制算法的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)體繪制算法和高性能計(jì)算技術(shù)的深入探索和研究，本文將基于上述四種高性能計(jì)算技術(shù)分別設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)高性能體繪制算法，高性能體繪制算法的最終目的是為了在不降低繪制結(jié)果質(zhì)量的前提下提高體繪制算法的運(yùn)算效率。文中