虛擬裝配技術(shù)是虛擬樣機(jī)中很重要的環(huán)節(jié),裝配效果的真實(shí)度直接影響用戶在沉浸式環(huán)境中的體驗(yàn)。其中干涉檢測(cè)更是虛擬裝配的關(guān)鍵部分,在傳統(tǒng)CPU上執(zhí)行干涉檢測(cè)的相關(guān)算法已非常成熟。近年來(lái),隨著虛擬裝配模型的不斷復(fù)雜化,傳統(tǒng)CPU上的串行干涉檢測(cè)算法已無(wú)法滿足快速仿真的需求,在GPU通用并行計(jì)算的高速發(fā)展過(guò)程中,很多使用GPU對(duì)干涉檢測(cè)算法進(jìn)行并行化加速的嘗試都取得了不錯(cuò)的效果,但是仍然存在實(shí)時(shí)性不夠,并行程度不高的問(wèn)題。論文整理總結(jié)了干涉檢測(cè)技術(shù)和異構(gòu)并行計(jì)算的相關(guān)理論,結(jié)合CUDA與OpenGL相關(guān)技術(shù),設(shè)計(jì)出一種基于GPU異構(gòu)計(jì)算的干涉檢測(cè)加速方案。整個(gè)加速方案分為四個(gè)階段:并行排序Morton碼,并行生成層次樹,并行生成包圍盒,并行遍歷層次樹。在每一幀中執(zhí)行全部上述過(guò)程,并行排序階段使用雙調(diào)排序?qū)ξ矬w的Morton碼進(jìn)行排序,并行生成層次樹階段利用Morton碼的性質(zhì)對(duì)所有內(nèi)部節(jié)點(diǎn)一次性生成整個(gè)樹結(jié)構(gòu),并行生成包圍盒階段自底向上逐層生成包圍盒,并行遍歷層次樹階段利用遍歷堆棧執(zhí)行干涉檢測(cè)。最后對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行干涉檢測(cè)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了這種加速方案的可行性。

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 研究?jī)?nèi)容
第二章 干涉檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 干涉檢測(cè)常用技術(shù)
        2.1.1 相交和分離距離檢測(cè)
        2.1.2 連續(xù)干涉檢測(cè)
        2.1.3 大型場(chǎng)景
    2.2 層次包圍盒技術(shù)
        2.2.1 OBB樹
        2.2.2 AABB樹
        2.2.3 球包圍盒樹
        2.2.4 k-DOP樹
    2.3 空間分割
    2.4 小結(jié)
第三章 并行計(jì)算相關(guān)技術(shù)介紹
    3.1 并行計(jì)算
    3.2 GPGPU
    3.3 CUDA
        3.3.1 從圖形處理到通用并行計(jì)算
        3.3.2 CUDA
        3.3.3 一種可擴(kuò)展的編程模型
    3.4 編程模型
        3.4.1 核函數(shù)
        3.4.2 內(nèi)存層級(jí)
        3.4.3 異構(gòu)計(jì)算
    3.5 小結(jié)
第四章 基于Morton碼空間分割的并行干涉檢測(cè)算法
    4.1 傳統(tǒng)遍歷算法
        4.1.1 排序掃略算法
        4.1.2 并行同時(shí)遍歷
    4.2 散度
    4.3 并行獨(dú)立遍歷
    4.4 優(yōu)化散度
        4.4.1 遞歸轉(zhuǎn)為迭代
        4.4.2 優(yōu)化線程分配
        4.4.3 剔除重復(fù)檢測(cè)
    4.5 小結(jié)
第五章 并行生成層次樹
    5.1 并行排序
        5.1.1 Batcher定理
        5.1.2 雙調(diào)排序
        5.1.3 生成雙調(diào)序列
    5.2 Z值曲線
    5.3 自頂向下逐層生成層次樹
    5.4 占用率
    5.5 優(yōu)化占用率
        5.5.1 并行生成層次樹
        5.5.2 確定內(nèi)部節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍
    5.6 計(jì)算包圍盒
    5.7 小結(jié)
第六章 干涉檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        6.1.1 復(fù)雜度分析
        6.1.2 軟硬件環(huán)境
        6.1.3 實(shí)驗(yàn)軟件界面
    6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.2.1 虛擬裝配實(shí)例
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.3 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3797952