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基于CUDA的光线跟踪系统设计与实现的中期报告 1.项目背景和目标 本项目旨在设计和实现一个基于CUDA的光线跟踪系统,通过使用GPU的并行计算能力,提高光线跟踪的效率和速度。具体目标包括: (1)了解光线跟踪的原理和算法,熟悉CUDA并行编程的基本知识; (2)设计并实现基于CUDA的光线跟踪算法,包括光线的发射、遮挡检测、反射、折射等功能; (3)优化算法的性能,提高光线跟踪的速度和准确性; (4)完成可视化界面的设计,实现对光线跟踪结果的展示和调整。 2.已完成工作 (1)完成GPU环境的搭建和CUDA编程环境的配置,具备基本的CUDA并行编程能力; (2)参考现有的光线跟踪算法,完成光线的基本发射、遮挡检测、反射、折射等功能的实现; (3)基于基本算法,实现了框架中的场景渲染、光线细分等优化功能; (4)完成了对光线跟踪结果的可视化展示功能,提供了基本的交互界面。 3.存在的问题和解决方案 (1)目前仍存在性能瓶颈,光线跟踪的速度和效率仍有提升空间。解决方案包括: •优化单个光线的计算效率,减少数据传输带来的延迟; •优化GPU核心的使用,提高并行计算的效率; •实现更高效的算法,减少冗余计算。 (2)界面交互功能仍有待完善,用户体验仍有调整的空间。解决方案包括: •优化界面布局,提高用户操作的便利性; •增加更多的交互功能,例如相机视角的调整、材质的修改等。 4.下一步工作计划 (1)优化光线跟踪算法,提高速度和效率; (2)完善界面交互功能,提高用户体验; (3)加入更多的特效和渲染功能,提高场景真实感; (4)进一步测试和优化,确保系统的稳定性和可靠性。