基于GPU的多属性数据快速融合渲染研究.pdf

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1、基金项目学术探讨2015年第6期基于GPU的多属性数据快速融合渲染研究朱化红邓飞刘静玮(成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都610059)[摘要]由于传统的渲染技术是使用CPU进行数据体颜色计算或融合处理的，这种技术对大规模数据体进行渲染时效率低、时间长，针对这种情况提出一种采用GPU进行数据体颜色计算和融合处理的方法。该方法充分利用GPU强大的并行处理能力，将待渲染的数据以纹理形式提交给GPU，由GPU进行必要的颜色插值和融合处理后直接渲染。实验结果表明，该方法能够将多种属性融为一体，有机地结合了各属性的优点，能对油气储层进行综合评价，提高储层分析和解释的准确度，

2、并且使用了硬件加速功能，渲染速度快。[关键词]GPU；纹理数据；颜色计算；融合处理中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1008-6609(2015)06-0027-04较，得到每一个属性在颜色表中的颜色、混合度因子表中的1引言混合因子，以及属性的透明度[4]。这样就把导入的数据可视多属性数据融合就是整合多源数据，从而让融合后的图化了，以颜色和透明度区分各种属性值，并且把多种属性叠像拥有比单一属性图像获得更多的信息。在油气勘探综合加到一张图像上。评价解释软件系统中，软件的单一性不适合处理各类油藏地2.2GPU工作流程质问题调查、钻井、开发、生产、地下建筑等

3、，一个单一的软件（1）首先设置场景参数：调整场景中摄像机位置、坐标系功能更难以满足多学科联合处理实际问题的需要。节点、投影模式。为了解决这一问题系统允许用户对每种属性设置一个（2）设置Shader参数，并加载相关片段Shader文件。每混合度因子，当一个对象拥有多种属性时，系统会用GPU计个Shader都要进行独立的编译，然后连接成一个完整的程算每种属性的颜色，然后根据混合度因子叠加到一起，实现序。编写一个Shader程序，并存储在一个文本文件中，使用多种属性的对比显示。glCreateShader创建顶点或片段Shader类型，并返回Shader常规的渲染技术首先使用

4、CPU进行数据体颜色计算或句柄，然后使用glCompileShader编译Shader。融合处理，然后将待渲染的数据离散化成四边形或者三角形（3）上传数据到GPU。图元提交到OpenGL进行显示，这种技术在处理大规模数据（4）实现融合绘制[5]。流程图如图1所示。体渲染时，效率很低，不仅增加了CPU的负荷[1]，还增加了数据渲染的时间。而GPU拥有强大的并行处理能力，可以大幅度提高三维数据体渲染速度，利用GLSL对GPU进行编程可以处理数据插值、颜色计算、融合处理等复杂计算工作[2,3]。2多属性数据融合处理2.1实现原理概述本文的主要思想是：采用CPU和GPU协同处理

5、模型，CPU作为中央处理器，负责核心数据并且处理串行任务；GPU作为图形处理器，负责图形图像和并行任务。首先对CPU完成图像的预处理，将带渲染的数据以纹理形式提交到GPU，GPU利用shader进行编程，可以进行纹理插值、颜色计算、融合处理等复杂的计算工作。首先计算渲染的属性个数，然后从数据体中得到每一个属性，通过属性值之间的比图1多属性数据快速融合渲染流程——————————————作者简介：朱化红，女，四川资中人，硕士研究生，研究方向：图像处理。基金项目：深水可控源电磁系统研发（863计划）项目资助，项目编号：2012AA09A201。-27-学术探讨基金项目201

6、5年第6期2.3关键技术由Shader执行数据融合和渲染，从程序中绑定属性值，2.3.1上传纹理对象到GPU得到了需要渲染的属性个数，并获取数据体中每一个属性，显卡不能访问主存储器，因此需要将主存中的属性数通过对属性值的比较，GPU计算出属性对应颜色表中的颜据、颜色表、混合度表等信息传到GPU的显存中，实现三维数色，混合度表中的混合因子，以及得到属性的透明度，从而输据快速融合渲染[6]。其中上传数据到GPU是作为数据快速出得到片段的编程颜色输出[8]，得到属性在数据体中的绘制融合的关键步骤。效果。CPU中的一维、二维、三维数组分别对应GPU中的一对三维数据体进行渲染时，

7、Shader源代码如下：维、二维和三维纹理（GPU中还有纹理数组的概念，例如GPUuniformsampler2DArrayprop_info;//属性数据体的一维纹理数组对应CPU的二维数组，它类似于二维纹理但uniformsampler1DArraycolor_tables;//颜色表数组又有一定的区别，后面将介绍它们的具体差异）。下面介绍uniformsampler1DArrayblend_tables;//混合度数组如何将CPU的数组上传到显卡的纹理。uniformsampler1DArraymm_values;//最大最小值数组