基于高性能計算的體繪制算法的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、醫(yī)學(xué)影像處理已是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)輔助診斷中不可或缺的技術(shù)。醫(yī)學(xué)影像處理包括許多方面，其中醫(yī)學(xué)影像三維可視化技術(shù)是其中一個非常重要的方向。醫(yī)學(xué)影像三維可視化是涉及計算機(jī)技術(shù)、圖像處理和生物醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域的技術(shù)。近年來，醫(yī)學(xué)影像可視化技術(shù)在輔助診斷、手術(shù)模擬仿真、放射治療和醫(yī)學(xué)教學(xué)等方面都起著舉足輕重的作用。然而醫(yī)學(xué)影像可視化技術(shù)面臨眾多技術(shù)難題，使其難以廣泛的在實際應(yīng)用中發(fā)揮作用。首先，它對計算量的需求十分巨大，滿足它的計算需求十分困難;最后，它對

2、實時性有著比較高的要求。而高性能計算技術(shù)非常適合解決數(shù)據(jù)量大、計算量需求巨大、具有較高實時性要求的問題。目前主要實現(xiàn)高性能計算的方式包括使用高性能計算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模并行計算、利用集群系統(tǒng)實現(xiàn)高性能并行計算、使用特殊的軟硬件設(shè)備實現(xiàn)高性能計算。
　　本文將重點論述和使用四種高性能計算方式，最基本的是利用多核多線程并行計算;以及利用MPI組建小型集群實現(xiàn)高性能并行計算;另一種使用CUDA(ComputeUnified Device Ar

3、chitecture)技術(shù)，利用GPU(Graphic Processing Unit)實現(xiàn)高性能計算;最后是將上述兩種方法結(jié)合，利用集群中的多個GPU進(jìn)行高性能計算。
　　本文將重點論述基于高性能計算的光線投射體繪制算法的實現(xiàn)。通過對體繪制算法和高性能計算技術(shù)的深入探索和研究，本文將基于上述四種高性能計算技術(shù)分別設(shè)計并實現(xiàn)高性能體繪制算法，高性能體繪制算法的最終目的是為了在不降低繪制結(jié)果質(zhì)量的前提下提高體繪制算法的運算效率。文中