基于GPU加速的分形地形生成方法.pdf

1、三維地形是虛擬自然環(huán)境中不可缺少的因素，也是虛擬仿真領(lǐng)域中視景系統(tǒng)的重要組成部分。目前在地形仿真領(lǐng)域中，使用最多的方法是基于數(shù)字高程模型(DigitalElevationModels，DEM)的實(shí)時(shí)生成技術(shù)，但這種方法數(shù)據(jù)量非常大，復(fù)雜度高。在虛擬仿真系統(tǒng)中，通常希望產(chǎn)生實(shí)時(shí)動(dòng)畫的效果，因此算法的效率更顯重要。分形方法以其簡潔高效的特點(diǎn)，在地形生成領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，也取得了較好的仿真效果，但在處理大規(guī)模地形乃至超大規(guī)模地形時(shí)，通常要耗

2、費(fèi)大量的計(jì)算來生成地形數(shù)據(jù)，效率較低。 針對上述問題，本文提出一種基于GPU(Graphics Processing Unit)加速的分形地形生成方法，該方法充分利用NVIDIAGPU的統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)(Compute Unified Device Architecture，CUDA)，將分形地形生成算法轉(zhuǎn)化為CUDA線程塊并行計(jì)算過程，使地形的生成過程完全在GPU中加速執(zhí)行，在取得較好模擬效果的同時(shí)，顯著地提高了算法的運(yùn)算速度

3、。 本文的主要研究工作如下： (1)回顧了三維分形地形生成技術(shù)的發(fā)展歷程，對分形基本原理進(jìn)行介紹，重點(diǎn)介紹分形在地形生成方面的算法，并比較分析了基于數(shù)字高程模型，分形地形生成的幾種不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)。 (2)回顧圖形處理器GPU的發(fā)展，對它的處理原理及體系結(jié)構(gòu)及NVIDIAGPU的統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)(CUDA)進(jìn)行介紹，分析它的優(yōu)缺點(diǎn)及當(dāng)前研究進(jìn)展?fàn)顩r。 (3)針對傳統(tǒng)算法計(jì)算量大和計(jì)算速度慢的問題，提出基于