基于GPU的异质物体2D流型包围面提取方法

摘要

本发明公开了一种基于GPU的异质物体2D流型包围面提取方法，实施步骤如下：1)建立四面体剖分类型表；2)将类型表及待分析模型数据拷贝到显存中，建立顶点缓存与索引缓存；3)将规则六面体划分为六个四面体，编制四面体类型序号；4)根据类型表剖分四面体；5)合并分隔点以保证2D流型；6)获取每个分隔点的平均法向；7)设置绘制流水线的着色器，输出索引缓存中的包围面信息。本发明能够提取异质物体各部分的包围面并提供各部分之间的交信息，具有运算效率高、与物质种类数无关的优点。

主权项

一种基于GPU的异质物体2D流型包围面提取方法，其特征在于其实施步骤如下： 1)建立包含根据四面体端点材质进行剖分的所有剖分方案的类型表； 2)将所述类型表及待分析模型数据拷贝到显存中，建立用于存储分隔点数据的顶点缓存和用于存储包围面数据的索引缓存； 3)通过GPU中可并行执行的计算单元逐一处理所述待分析模型数据中的六面体，将六面体划分为六个四面体，并根据每一个四面体端点的材质类型编制四面体的类型序号； 4)利用四面体的类型序号查找所述类型表,根据所述类型表提供的剖分方案剖分四面体，然后将分隔点信息保存到顶点缓存、将面信息保存到索引缓存； 5)将分隔点从四面体映射到六面体模型，将同一六面体内不同四面体分别提取的同一分隔点进行合并；将分隔点从六面体映射到三维空间，将不同六面体之间共享的分隔点进行合并，在分隔点合并过程中，累加各点的法向并记录累加次数； 6)将累加后的点的法向除以累加次数，并单位化作为分隔点的平均法向； 7)设置绘制流水线的着色器，将索引缓存中的包围面绘制输出， 所述步骤4)中根据所述类型表提供的剖分方案剖分四面体时通过线性插值法进行查找分隔点，且所述查找分隔点采用线性插值的函数表达式为： 其中，F(l,m,n)与F(l+1,m,n)分别为在采样点(l,m,n)与(l+1,m,n)的标量值，δ是关于空间点(l,m,n)与(l+1,m,n)之间距离的比例，λ为空间点(l,m,n)与(l+1,m,n)之间的比例参数；假设F(l，m，n)与F(l+1，m，n)分别属于物质A与B，且F(l+1，m，n)＞F(l，m，n)，如果A与B的属性区间相邻，则λ取A类属性区间的 上限值或者B类属性区间的下限值皆可；如果A与B的属性区间不相邻，则λ取A类属性区间的上限值与B类属性区间的下限值的和的一半。