科学计算可视化是1987年提出并发展起来的一项新技术,它应用计算机图形学及图像处理等技术将科学计算与工程测量中产生的数据转换成图形或图像,以直观的形式在屏幕上显示出来,并且可以进行交互处理,主要包括面绘制和体绘制两种方法。光线投射算法是体绘制方法中提出时间最早、计算过程最明确、可视化图像质量最高的算法,但计算量也最大。近年来,随着科学技术的飞速发展,可视化的数据量越来越大,传统的光线投射算法由于计算时间长已渐渐不能满足实时交互显示的需求,可编程图形硬件能有效提高计算速度,基于CUDA的光线投射算法可以在保证图像质量的前提下大大缩短计算时间。本文首先论述了光线投射算法的基本原理,实现了基于纯软件的光线投射算法,然后将该算法移植到GPU上,用CUDA编程技术进行并行实现,并分别与传统的光线投射算法、足迹法、基于CUDA的足迹法进行了对比测试,实验表明,无论是绘制效率还是图像质量方面,基于CUDA的光线投射算法均占有优势。在此基础上还应用立体显示技术将可视化图形在虚拟现实系统下实现了立体显示。