基于CUDA的光线追踪实时成像模拟技术研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-11页 |
| 算法索引 | 第11-12页 |
| 1 绪论 | 第12-18页 |
| ·研究背景及意义 | 第12-13页 |
| ·研究状况 | 第13-15页 |
| ·国外现状 | 第13-15页 |
| ·国内现状 | 第15页 |
| ·研究内容与论文结构 | 第15-18页 |
| ·面临的问题与思路 | 第15-16页 |
| ·本文主要研究内容与结构 | 第16-18页 |
| 2 基于光线追踪技术的成像模拟方法 | 第18-37页 |
| ·概述 | 第18页 |
| ·光线追踪基本原理 | 第18-19页 |
| ·光线追踪的基本过程 | 第19-21页 |
| ·相机与光线生成 | 第21-22页 |
| ·光照计算模型 | 第22-28页 |
| ·光照模型原理 | 第22-24页 |
| ·相交点颜色计算 | 第24-28页 |
| ·漫反射光照计算 | 第24-25页 |
| ·镜面反射光照计算 | 第25-27页 |
| ·透射光照计算 | 第27-28页 |
| ·光线与物体的相交测试 | 第28-30页 |
| ·光线与球体求交的解析算法 | 第28-29页 |
| ·光线与三角面片求交算法 | 第29-30页 |
| ·场景管理 | 第30-36页 |
| ·规则格网 | 第30页 |
| ·包围体层次 | 第30-31页 |
| ·八叉树 | 第31页 |
| ·BSP 树 | 第31-32页 |
| ·K-D 树 | 第32-36页 |
| ·KD-Tree 的创建 | 第32-35页 |
| ·KD-Tree 的遍历 | 第35-36页 |
| ·本章小结 | 第36-37页 |
| 3 基于CUDA 的实时光线追踪算法研究 | 第37-68页 |
| ·概述 | 第37页 |
| ·实时算法设计约束分析 | 第37-45页 |
| ·光线追踪的特点与约束分析 | 第37-38页 |
| ·CUDA 编程模型的约束分析 | 第38-45页 |
| ·SIMT 并行模式 | 第38页 |
| ·CUDA 硬件体系与线程组织形式 | 第38-43页 |
| ·CUDA 的优势和局限性 | 第43-44页 |
| ·CUDA 程序优化策略 | 第44-45页 |
| ·光线追踪CUDA 内核设计 | 第45-53页 |
| ·光线组织 | 第46-47页 |
| ·颜色融合方案设计 | 第47-48页 |
| ·光线追踪CUDA 内核实现 | 第48-53页 |
| ·CUDA 线程块设计 | 第48-49页 |
| ·变量和数据类型定义 | 第49-51页 |
| ·数据的初始化和内存拷贝 | 第51页 |
| ·内核定义 | 第51-52页 |
| ·最终渲染 | 第52-53页 |
| ·场景组织与管理 | 第53-67页 |
| ·3DS 模型导入 | 第53-56页 |
| ·3DS 文件格式介绍 | 第53-55页 |
| ·3DS 文件的读取 | 第55页 |
| ·3DS 文件的解析 | 第55-56页 |
| ·基于KD-Tree 的场景组织 | 第56-59页 |
| ·标准KD 树遍历算法 | 第56-57页 |
| ·KD-Restart 算法 | 第57页 |
| ·KD-Backtrack 算法 | 第57-58页 |
| ·PushDown | 第58页 |
| ·Short-Stack | 第58页 |
| ·线索化KD 树遍历算法 | 第58-59页 |
| ·线索化KD 树算法的具体实现 | 第59-67页 |
| ·KD-Tree 数据结构定义 | 第59-61页 |
| ·KD-Tree 线索化 | 第61-62页 |
| ·KD-Tree 树状结构与数组结构的转换 | 第62-64页 |
| ·线索化KD-Tree 遍历算法 | 第64-66页 |
| ·线索化KD 树算法实现的一些问题 | 第66-67页 |
| ·本章小结 | 第67-68页 |
| 4 软件设计与实现 | 第68-77页 |
| ·功能模块划分 | 第68-69页 |
| ·结构设计与流程设计 | 第69-71页 |
| ·各种条件下的试验图像与结果分析 | 第71-76页 |
| ·渲染的部分效果图及分析 | 第71-75页 |
| ·阴影效果及分析 | 第71-72页 |
| ·反射、折射效果及分析 | 第72-74页 |
| ·地表场景效果及分析 | 第74-75页 |
| ·渲染效率及分析 | 第75-76页 |
| ·本章小结 | 第76-77页 |
| 5 总结与展望 | 第77-79页 |
| ·全文工作总结 | 第77页 |
| ·后续工作展望 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-82页 |
| 在读期间发表的学术论文 | 第82-83页 |
| 致谢 | 第83-84页 |
