光线追踪中场景数据的层次包围盒的并行创建及遍历算法的开题报告_第1页
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光线追踪中场景数据的层次包围盒的并行创建及遍历算法的开题报告一、研究背景随着计算机运算能力的增强，以及图形学研究的深入，光线追踪渲染技术在电影、游戏等领域得到了广泛应用。光线追踪算法的核心在于场景数据的处理，因此优化场景数据结构的效率对提高光线追踪的性能具有重要的作用。包围盒是一种简单而有效的场景数据结构，用于判断光线和物体是否相交。在光线追踪中，层次包围盒（BVH）常被用来表示场景中的三维物体，加速场景数据的遍历。然而，随着场景数据的增加，BVH的构建及遍历算法需要同时考虑到效率和扩展性，因此进行并行优化是目前研究的热点之一。二、研究内容本论文将主要研究光线追踪中场景数据的层次包围盒的并行创建及遍历算法。具体包括：1.层次包围盒的构建算法：提出一种并行构建算法，将三维物体划分为一系列子集，使每个子集的物体数量在分布上尽可能均匀，同时使用光线间隔层次（SAH）方法来调整包围盒的划分点，以达到最优的包围盒分布和最小化包围盒数量。2.层次包围盒的遍历算法：提出一种并行遍历算法，基于GPU的流处理器架构，通过空间划分来实现BVH的遍历，并将结果映射回主内存。3.实验及性能评价：在真实数据集上进行实验，通过测量算法的构建及遍历时间、剖面图、光线追踪效率等指标来评价算法的性能和可扩展性。三、研究意义本文研究的光线追踪中场景数据的层次包围盒的并行创建及遍历算法，具有以下三个方面的研究价值。1.提高光线追踪的性能：通过优化层次包围盒的构建及遍历算法，可以有效地提高光线追踪的渲染速度和精度，提高用户体验。2.探索并行计算技术在光线追踪中的应用：本论文主要研究基于GPU的并行计算技术在光线追踪中的应用，为光线追踪算法的优化提供了一种新的思路。3.拓展光线追踪的应用领域：光线追踪不仅在游戏、电影等领域应用广泛，还可以用于机器人、虚拟现实等多个领域。本论文研究的优化算法也为这些领域的应用提供了理论支持和技术基础。四、研究方法与步骤本文将主要采用实验和算法设计两种方法来进行研究。1.实验方法：在真实数据集上进行实验，通过观察算法的构建及遍历时间、剖面图、光线追踪效率等指标，对算法的性能和可扩展性进行评价和比较。2.算法设计方法：结合对已有算法的综述和对新方法的探索，提出一种优化的并行构建及遍历算法，通过实验方法对新算法在性能和可扩展性等方面的表现进行评估。五、预期成果本论文预期将得到以下成果：1.提出一种基于GPU的层次包围盒的并行构建及遍历算法，具有较高的效率和可扩展性。2.在真实数据集上对算法进行测试，并通过实验结果证明新算法的性能和可扩展性优于现有算法。3.为光线追

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