【摘 要】
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近年来,直接体绘制技术已经被广泛用于各个需要三维数据可视化技术的领域中,包括医学、物理学和工程学等。直接体绘制技术在过去受制于硬件条件,许多高质量的绘制效果只能在
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近年来,直接体绘制技术已经被广泛用于各个需要三维数据可视化技术的领域中,包括医学、物理学和工程学等。直接体绘制技术在过去受制于硬件条件,许多高质量的绘制效果只能在高端的图形工作站上实现。而随着图形硬件的发展,在目前的家用个人电脑上,体绘制技术已经能绘制出高质量的三维重建效果。本文提出了几种基于目前最新的可编程图形处理器(GPU)实现的实时高速体绘制算法。同时也给出了这些算法的完整实现。本文还分析了传统基于纹理的体绘制算法的优缺点,并基于绘制质量和速度与新算法相比较,通过实验证明本文算法在光照图像效果上优于传统算法。由于目前GPU的并行和专注计算的架构,使得GPU的浮点运算速度远大于CPU。本文提出的基于GPU的三维纹理映射算法通过编写顶点程序和片段程序,将传统的基于纹理面片的体绘制算法在GPU中实现,由此将繁复的计算从CPU中转移到了GPU,从而加快了绘制速度。传统三维纹理映射算法使以面绘制为基础的固定管线,因此难以实现体数据的光照计算,而本算法可使用自定义光照算法,弥补了原先固定管线中,没有像素级光照的缺点,增强了该算法的局部照明效果,实现Phong光照模型,提高了重建的真实感效果。
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