[发明专利]一种GPU上多层形状特征融合的可视化方法

摘要

本发明提出一种GPU上多层形状特征融合的可视化方法。本发明的方法采用基于多级深度测试策略的改进k-buffer算法进行多片元的排序和收集，在此多层片元上进行几何特征提取并结合非真实感绘制方法，形成风格化的多片元绘制技术，可以展现出单个模型或者大规模场景中多个模型前后以及中间多层几何表面上的形状特征。通过模型多层表面上的形状特征，既可以表现多种透明、半透明物体的风格化绘制效果，又可便于用户观察模型的表面结构特征。实现起来只需在对模型场景在GPU中进行两遍几何绘制就可以获得很好的风格化特征可视化效果，并可以达到实时速率。

主权项

一种GPU上多层形状特征融合的可视化方法，其步骤包括：1）对待可视化的多边形网格表示的模型或场景，获得任意观察空间中所述网格模型中三角网格每个顶点上的主曲率k1，k2；2）根据基于多级深度测试策略的改进的k‑buffer算法将纹理绑定为图像单元，通过进行第一遍GPU几何绘制，实现收集所述网格模型中多层表面上的片元信息，同时将所述片元信息排序并将深度值z按顺序通过原子比较操作存入k‑buffer(z)中；3）根据基于多级深度测试策略的改进k‑buffer算法将纹理绑定为图像单元,通过进行第二遍GPU几何绘制，实现再次收集所述网格模型中多层表面上的片元信息；通过在所述k‑buffer(z)中查找深度值z相等的项判断此片元在k‑buffer中的位置，再将该步骤中所述片元的观察空间中法向的前两个分量n1,n2,主曲率k1,k2存入k‑buffer(n1,n2,k1,k2)的相应位置完成第二遍GPU几何绘制；4）在GPU中使用GPU图像级绘制来标识所述k‑buffer(n1,n2,k1,k2)中每个片元的上、下、左、右四个几何表面邻接片元分别在k‑buffer中的所在的分层层号并将四个层号保存在纹理中，链接所述k‑buffer中深度值z排序位置不连续但是几何相邻的片元得到每层链接后的片元；5）在GPU中采用两遍GPU图像级绘制依次对每层链接后片元的n1,n2,k1,k2进行x方向上的卷积和y方向上的卷积，计算出多层片元的形状描述符；6）根据多层片元的形状描述符提取的结果进行多层片元的非真实感/风格化绘制，实现各种效果渲染后输出可视化结果。