面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103617594103617594A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310705293.9(22)申请日2013.12.16(71)申请人中国民航大学地址300300天津市东丽区津北公路2898号(72)发明人吕宗磊谢继文冯霞王兴虎胡欣(74)专利代理机构天津市鼎和专利商标代理有限公司12101代理人郑乘澄(51)Int.Cl.G06T1/20(2006.01)G06T15/00(2011.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置及其方法(57)摘要本发明公开了一种面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置及其方法，属于并行计算领域。包括：CPU处理模块和GPU模块。CPU处理模块主要完成数据的写入，数据的筛选和分类，各部分颜色的赋予，视线矢量方向的设置和编程环境的初始化工作。GPU模块主要完成实现算的法和可视化图形的绘制工作。GPU模块分为GPU主卡模块和GPU副卡模块。GPU主卡模块通过执行kernel函数对飞行事件中的噪声数据进行实时处理，同时利用噪声值变化规律预测各个时段的噪声数据；GPU副卡模块主要完成按帧交替渲染工作，驱动程序将CPU处理模块传来的每帧绘制命令按奇偶数发往各副卡，一块副卡渲染奇数帧，另一块副卡渲染偶数帧，通过多卡的协同工作，达到实时而高效的渲染目的。CN103617594ACN10367594ACN103617594A权利要求书1/1页1.一种面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置，其特征在于：包括：CPU处理模块，用于数据的写入、数据的筛选和分类、各部分颜色的赋予、视线矢量方向的设置和编程环境的初始化；GPU模块，所述GPU模块由GPU主卡模块和GPU副卡模块组成；其中：所述GPU主卡模块通过执行kernel函数对飞行事件中的噪声数据进行实时处理，同时利用噪声值变化规律预测各个时段的噪声数据；所述GPU副卡模块由第一GPU副卡和第二GPU副卡组成；所述GPU副卡模块按帧交替实现渲染工作，所述第一GPU副卡用于渲染奇数帧，所述第二GPU副卡用于渲染偶数帧。2.根据权利要求1所述的面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置，其特征在于：所述GPU主卡模块为NVIDIA支持CUDA系列显卡。3.根据权利要求1或2所述的面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置，其特征在于：所述第一GPU副卡和第二GPU副卡内的数据实时保持一致。4.一种面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理的方法；其特征在于：包括如下步骤：步骤一、CPU处理模块接收噪声数据采集装置的数据，并对数据进行筛选和分类、赋予各部分颜色和设置视线矢量方向、初始化编程环境；步骤二、从CPU处理模块的内存中复制数据到GPU模块的显存中，根据算法所需的资源分配线程的个数；步骤三、通过线程块和线程索引来计算和确定图形应在屏幕中显示的屏幕像素点的位置；步骤四、赋值，将屏幕中的所有像素点都赋予0，标记为未处理的单元；步骤五、计算各个像素点的空间三维坐标，并根据射线方向计算和求出射线进入方向；步骤六、从进入点出发，沿着射线的方向按照先后的顺序依次采用按照预先设定好的采样距离求出要采样的坐标点的点坐标，并从该点发散，选取周围的8个采样点综合得出各个点的颜色和不透明度值，最后也选取同样的方向进行累加和合成计算，如果出现有屏幕中的不透明度值在1.0左右则该光线的计算结束，否则按照同样的方向取下一个采样点，这样循环计算，直到到达离开点为止；步骤七、将累积的像素点最终的颜色值写入到GPU模块的显存空间中，并通过总线将像素颜色值从GPU模块的显存传到GPU模块的内存；步骤八、CPU模块将像素颜色值传给多GPU渲染模块进行绘制，同时完成副卡之间的数据同步工作。2CN103617594A说明书1/3页面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置及其方法技术领域[0001]本发明属于等值线绘制领域，尤其涉及一种面向噪声等值面绘制的多GPU渲染并行处理装置及其方法。背景技术[0002]随着民航业的飞速发展以及人们环境意识的逐步提高，机场噪声问题日益突出，如何有效地控制机场噪声对机场周边居民的影响是一个非常重要课题。为此，我国环境保护部门规定：在新建、改建以及扩建机场时，需要对机场周围进行噪声环境影响评估，而机场噪声等值面图是一种重要的机场噪声环境影响评估工具，能够为机场周围用地规划提供依据。因此，快速而精确地绘制机场噪声等值面图对机场噪声控制工作和机场规划设计具有重要意义。[0003]等值面是三维标量场可视化的基本表达形式，目前，主要的等值面绘制方法包