刘进锋，郭 雷

(西北工业大学 自动化学院，陕西 西安 710129)

1 CUDA与OpenGL概述

OpenGL是图形硬件的软件接口，它是在SGI等多家世界著名的计算机公司的倡导下，以SGI的GL三维图形库为基础制定的一个通用、共享的、开放式的、性能卓越的三维图形标准。OpenGL在医学成像、地理信息、石油勘探、气候模拟以及娱乐动画上有着广泛应用，它已经成为高性能图形和交互式视景处理的工业标准。

OpenGL不是一种编程语言，而是一种 API(应用程序编程接口)。程序员可以使用某种编程语言 (如C或C＋＋)编写绘图软件，其中调用了一个或多个 OpenGL库函数。作为一种API，OpenGL遵循C语言的调用约定。OpenGL开发资料可参考文献[1]和参考文献[2]。

图形处理器(GPU)原本是处理计算机图形的专用设备，近十年来，由于高清晰度复杂图形实时处理的需求，GPU发展成为高并行度、多线程、多核的处理器。目前，主流GPU的运算能力已超过主流通用CPU，从发展趋势上来看将来差距会越拉越大。为了合理地利用GPU资源，CUDA(统一计算设备架构)应运而生。CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构[3]，该架构使GPU能够解决复杂的计算问题，并且由于CUDA编程语言基于标准的C语言，从而大大提高了可编程性。

CUDA和OpenGL互操作的基本方式是使用CUDA生成数据，然后使用OpenGL在屏幕上绘制出数据所表示的图形。两者的结合可以通过两种方式来实现：

(1)使用 OpenGL的 PBO(像素缓冲区对象)。在该方式下，CUDA直接生成像素数据，OpenGL显示这些像素；

(2)使用 OpenGL的 VBO(顶点缓冲区对象)。在该方式下，CUDA生成顶点网格数据，OpenGL可以根据需要绘制出平滑的表面图或线框图或一系列顶点。……