基于GPU加速的光线跟踪技术研究与实现论文.doc

摘要

随着图形处理器性能的提高、可编程特性的发展，及可编程硬件高级语言(如CG语言)的发展,人们开始将图形处理流水线的某些处理阶段和图形算法逐渐从CPU向GPU转移。
光线跟踪算法是一种经典的真实感绘制算法,它利用光路可逆原理,通过追踪光线,能很好地渲染真实世界。本论文介绍了可编程图形硬件基础，分析了基于GPU的光线跟踪技术的实现原理。设计的6个实验场景所包含的三角形面片数，从2016个到60960个成复杂度递增；在3种不同分辨率下，分别实现GPU和CPU的光线跟踪绘制。对实验结果比较、分析后，得到了GPU加速的光线跟踪技术的特点。

关键词CG；openGL；光线跟踪；图形处理器

ABSTRACT

Withtheimprovementoftheperformance,thecharacteristicsofprogrammableongraphicsprocessor,andthehigh-levelprogrammablehardwarelanguage(suchasCforGraphics),peoplebegantodealwiththecertainstageofgraphicsprocessingandgraphicsalgorithmgraduallytranslatingtoGPUfromGPU.
Raytracingalgorithmwhichisoneoftheclassicphotorealisticrenderingalgorithm,usesopticalreversibleprinciple,bytracinglight,canrendertherealworldwell.Thispaperintroducesthebasisoftheprogrammablegraphicshardware,andanalysistheachievementofprinciplewiththeRaytracingtechnologybasedontheGPU.Thenumberoftrianglesdrawedinthesixscenes,increasecomplexitilyfrom2,016to60,960.AchievetheraytracingmapalgorithmbasedontheCPUandGPU,respectively,inthreedifferentresolutions.ThecharacteristicsofraytracingtechnologybasedonGPU-acceleratedwillbegot,afterthecomparisonandanalysisoftheresults.

KeywordCG;openGL;Raytracingalgorithm;GPU

目录

TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc200639646"摘要 PAGEREF_Toc200639646\hI
HYPERLINK\l"_Toc200639647"ABSTRACT PAGEREF_Toc200639647\hII
HYPERLINK\l"_Toc200639648"第一章绪论 PAGEREF_Toc200639648\h1
HYPERLINK\l"_Toc200639649"1.1背景 PAGEREF_Toc200639649\h1
HYPERLINK\l"_Toc200639650"1.1.1计算机图形学的发展和应用 PAGEREF_Toc200639650\h1
HYPERLINK\l"_Toc200639651"1.1.2图形处理器(GPU)的现状和地位 PAGEREF_Toc200639651\h2
HYPERLINK\l"_Toc200639652"1.1.3图形及硬件编程语言 PAGEREF_Toc200639652\h3
HYPERLINK\l"_Toc200639653"1.2课题主要研究的内容 PAGEREF_Toc200639653\h4
HYPERLINK\l"_Toc200639654"第二章光照 PAGEREF_Toc200639654\h6
HYPERLINK\l"_Toc200639655"2.1光照模型 PAGEREF_Toc200639655\h6
HYPERLINK\l"_Toc200639656"2.1.1放射光 PAGEREF_Toc200639656\h6
HYPERLINK\l"_Toc2006396