基于GPU的物体可见外壳实时计算方法研究

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随着运动跟踪、虚拟现实等研究领域的快速兴起,传统的物体可见外壳计算过程由于其较慢的计算速度已不能达到某些领域的要求,实时计算可见外壳已成为计算机视觉等领域的基础应用之一,并将在未来的诸多研究应用领域扮演起重要的角色。本文提出了一种基于GPU技术的物体可见外壳计算方法。  算法首先介绍了如何在GPU独特的硬件平台上建立完整高效的八叉树数据结构,该结构能够将三维空间中体元和并行算法中的CUDA硬件线程建立起一一对应的关系,可以有效保证算法的计算精度。然后,针对体元投影测试步骤中大规模并行数据的特点,利用GPU的并行特点加速点集凸包的计算过程。最后,本文对传统的Marching Cubes算法中数据处理阶段进行了优化加速,通过建立体元边的索引表消除冗余边计算问题,采用的并行流失缩减策略可以快速的剔除空体元,有效的提高原有算法的计算速度,极大的缩短了程序运行时间。  实验结果表明,本中所提出的算法,在数据量较大的情况下,基于NVidia显卡平台上可以精确计算出物体的可见外壳,并达到很理想的速度要求。
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