于 水，王宽全，夏 勇，张恒贵

(哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院，150001哈尔滨)



GPU的对半剖分体数据的光线投射法

于 水，王宽全，夏 勇，张恒贵

(哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院，150001哈尔滨)

为解决传统可视化方法无法有效跳过具有空腔结构数据集的中空体素的问题，提出一种基于GPU的面向中空结构体数据的光线投射法.在进行光线投射之前，首先把体数据对半剖分成两部分，对此两部分分别使用八叉树进行重构，并同时剔除空块，建立起各自新的有效数据块的顶点集合；然后使用GPU对顶点集合进行渲染，生成光线起点和方向等信息；最后利用CUDA对重构后的两部分体数据依次进行光线投射和颜色累积，将其结果合成后得到最终图像.实验结果表明，这种方法生成的图像质量与传统的可视化方法相比没有损失，但对具有较多空腔结构的体数据，则可以快速跳过中空体素，具有非常明显的加速效果.

数据可视化；光线投射法；GPU渲染；八叉树；CUDA ；中空体数据

光线投射法是一种直接体绘制算法，最先由Levoy[1]提出，可以生成高质量的3D图像.早期的光线投射法大都在CPU上实现，因其运算量大，导致绘制速度慢，难以满足实时性要求.近年来随着GPU硬件的发展，基于GPU的并行图形可视化技术得到迅猛发展，光线投射法的计算量瓶颈问题也得到极大的缓解.文献[2]首次提出了基于GPU三线性插值能力的三维纹理体绘制方法.随后，Cabral等[3]对此方法进行了改进，通……