基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤的開題報(bào)告

基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤的開題報(bào)告1.研究背景實(shí)時(shí)渲染在游戲和電影等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其中光線追蹤技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量真實(shí)感渲染的關(guān)鍵。在實(shí)時(shí)光線追蹤中，KD-Tree是一種性能優(yōu)異的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。然而，傳統(tǒng)的靜態(tài)KD-Tree并不能適應(yīng)動(dòng)態(tài)場景的要求。因此，研究基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤技術(shù)具有很高的實(shí)用性和應(yīng)用前景。2.研究內(nèi)容本課題旨在深入研究基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤技術(shù)，并完成以下任務(wù)：（1）研究光線追蹤算法及其優(yōu)化技術(shù)；（2）研究KD-Tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法；（3）分析傳統(tǒng)KD-Tree在動(dòng)態(tài)場景下的瓶頸和不足，并提出一種基于OpenCL的動(dòng)態(tài)KD-Tree構(gòu)建算法；（4）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤系統(tǒng)；（5）詳細(xì)測試和分析系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。3.研究意義本課題的研究成果可具有以下意義：（1）為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量真實(shí)感渲染提供技術(shù)支持；（2）解決傳統(tǒng)KD-Tree在動(dòng)態(tài)場景下性能瓶頸問題，提高光線追蹤的效率和實(shí)時(shí)性；（3）提高計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究水平和技術(shù)含量。4.研究方法本課題主要采用以下研究方法：（1）文獻(xiàn)調(diào)研法，對(duì)相關(guān)光線追蹤、KD-Tree及OpenCL的研究成果進(jìn)行了解和梳理；（2）實(shí)驗(yàn)法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行測試和分析；（3）數(shù)據(jù)分析法，從實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到系統(tǒng)性能的優(yōu)化點(diǎn)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。5.預(yù)期結(jié)果本課題預(yù)期完成基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測試和分析。通過此項(xiàng)研究，預(yù)計(jì)將可獲得如下成果：（1）提出一種基于OpenCL的動(dòng)態(tài)KD-Tree構(gòu)建算法；（2）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場景光線跟蹤系統(tǒng)；（3）詳細(xì)測試和分析系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。6.參考文獻(xiàn)[1]陳靖,李前進(jìn),李煌.基于網(wǎng)格連通性的快速kd樹構(gòu)建方法.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2014,26(4):561-568.[2]WaldIngo.RealtimeRayTracingandInteractiveGlobalIllumination.CharlesRiverMedia,2006.[3]王淑娟,翁惠東,杜志恒.基于GPU加速的kd-tree構(gòu)建方法.電子設(shè)計(jì)工程,2017,25(12):126-130.[4]ZhouKun,BilleterMarkus,BurkhartChristoph,etal.MonteCarloGlobalIllum