基于三角網(wǎng)格的完全GPU細(xì)分的表示與實(shí)現(xiàn).pdf

1、細(xì)分方法作為一種遞歸離散化的幾何造型方法，其簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)使得它在在3D游戲和電影娛樂(lè)等計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著人們對(duì)于虛擬場(chǎng)景畫(huà)面的真實(shí)感和細(xì)節(jié)性提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的利用CPU進(jìn)行細(xì)分的方式已經(jīng)逐漸不能達(dá)到實(shí)時(shí)渲染的效果。GPU的出現(xiàn)使得利用其強(qiáng)大的并行處理能力來(lái)分擔(dān)CPU的細(xì)分工作成為可能。利用GPU進(jìn)行細(xì)分可以節(jié)省大量的CPU資源，在虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染時(shí)具有非常重要的意義。
　　 在利用GPU進(jìn)行細(xì)分時(shí)，如

2、何分割輸入網(wǎng)格和有效地利用GPU資源去組織細(xì)分過(guò)程，是決定GPU細(xì)分效率高低的關(guān)鍵。鑒于此，本文以三角網(wǎng)格為例，研究并提出了一種完全利用GPU進(jìn)行細(xì)分的實(shí)現(xiàn)方法，并且給出了適合GPU細(xì)分的細(xì)分模板以及細(xì)分過(guò)程中網(wǎng)格片段的表示方法。該方法首先對(duì)輸入網(wǎng)格進(jìn)行一次√3細(xì)分，然后以輸入網(wǎng)格的每個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的V-頂點(diǎn)為中心構(gòu)造互不依賴(lài)的網(wǎng)格片段，將網(wǎng)格片段中的頂點(diǎn)按照給定的編碼規(guī)則映射到一張線性表上，在計(jì)算下一層網(wǎng)格頂點(diǎn)的時(shí)候根據(jù)一張預(yù)計(jì)算生成的查

3、找表來(lái)索引相關(guān)頂點(diǎn)，而不必依賴(lài)網(wǎng)格的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其最主要的特點(diǎn)是整個(gè)細(xì)分過(guò)程都在GPU上進(jìn)行，而且在細(xì)分過(guò)程中不改變初始控制網(wǎng)格頂點(diǎn)的價(jià)，使得細(xì)分得到的模型最大限度地保持了輸入網(wǎng)格的形狀。另一方面，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中本文采用頂點(diǎn)著色器和幾何著色器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的像素著色器作為細(xì)分處理單元，因此在渲染管線進(jìn)行細(xì)分時(shí)不必經(jīng)過(guò)像素著色層而直接將細(xì)分結(jié)果輸出到顯存中，從而大大提高了細(xì)分的效率。實(shí)驗(yàn)證明，我們的GPU細(xì)分模型適用于所有封閉的三角網(wǎng)格，并且對(duì)于大