● 摘要
随着近几年图形硬件的飞速发展，图形处理器（Graphics Processing Unit，简称GPU）的功能越来越强大。现代GPU具备了一定的可编程功能，此功能允许以用户自定义的功能替换原来固定图形流水线中某些模块原有的功能，这使得GPU在功能上更像一个通用处理器(General Purpose GPU,GPGPU)。本文以三维地质建模软件的应用为背景，针对nVidia图形显卡及Cg语言，对可编程图形处理器的原理、编程方法给出了在GPU进行通用计算编程的一般方式和调试的具体方法，总结了一些行之有效的GPU通用计算编程技巧。在掌握GPU通用编程方法的基础上，我们针对两个在地质建模软件中频繁使用的图形处理算法：三角网格面求交算法和DSI（Discrete Smooth Interpolation）离散光滑曲面插值算法进行了研究。通过对三角网格求交问题的具体分析及对图形硬件的分析，利用图形硬件的特殊设计和高浮点运算速度，高内存带宽，实现了高效的基于可视化查询方法计算网格求交的算法；通过离散光滑曲面插值算法做了并行化分析讨论，根据其特点最终实现的完备的基于GPU的DSI算法。结果表明，与以往的基于CPU的算法实现相比较，基于GPU的算法在执行效率有了较大的提升。