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基于GPU大规模数据体绘制方法研究与实现的开题报告
一、题目简介
基于GPU大规模数据体绘制方法研究与实现
二、研究背景和意义
在现代科学技术中，数据量越来越大，对大规模体数据的可视化需求也越来越迫切。由于传统的CPU绘制方法受限于计算能力和内存容量，无法处理大规模数据体绘制，因而需要寻找更高效的绘制方法。而基于GPU的绘制方法由于其并行计算能力强，已经成为处理大规模数据体可视化的主流技术。
三、研究内容和技术路线
本论文主要研究基于GPU的大规模数据体绘制方法，包括以下几个方面：
1.GPU绘制方法的基础知识和理论研究，包括GPU的并行计算能力、图形API和计算着色器等；
2.大规模数据体的处理方法研究，包括数据导入、数据压缩和存储等；
3.基于GPU的大规模数据体绘制算法研究，包括体数据的切片、等值面提取以及体数据的渲染；
4.基于CUDA的高效数据并行处理实现，包括并行数据读取、数据重排和渲染计算；
5.系统实现与性能评测，借助开发的系统进行大规模数据体的可视化，对比CPU绘制与基于GPU绘制的性能和效果差异。
研究技术路线如下：
1.综述已有的文献和论文，掌握目前GPU可视化技术的发展和趋势；
2.深入学习CUDA并行计算框架和相关算法，掌握新一代GPU的计算特性和调用方式；
3.实现大规模数据体的导入、压缩和存储，优化数据读取和处理方式；
4.实现基于GPU的体数据切片、等值面提取以及渲染算法，探索高效的计算策略和可视化效果；
5.系统性能测试与分析，评价基于GPU的大规模数据体绘制方法的效果，分析其发展前景。
四、预期成果
本研究的预期成果为：
1.发表一篇关于基于GPU大规模数据体绘制方法的研究论文；
2.设计并实现基于CUDA的大规模数据体绘制系统；
3.对比CPU绘制和基于GPU绘制的性能和效果；
4.研究GPU在大规模数据体绘制中的应用前景。
五、研究进度安排
以下是研究进度安排：
1.1-2月：文献综述；
2.3-4月：理论学习与实践探索；
3.5-6月：系统实现；
4.7月：系统测试与性能分析；
5.8月：写论文、修改、送审；
6.9月：答辩、毕业。
六、参考文献
[1]RolfWestermann,AxelRadke,andWolfgangStraßer.”MassivelyparallelMarchingCubesonGPU.”ProceedingsoftheACMSIGGRAPHSymposiumonInteractive3DGraphicsandGames(I3D),February2005.
[2]DuaneT.Storti,RobertJ.Blackwell,andMatthewPapakipos.CUDAforbeginners.ProceedingsofACM/IEEESC,2008.
[3]NVIDIACorporation.NVIDIACUDAprogrammingguide.2008.