GPU精粹2：高性能圖形芯片和通用計(jì)算編程技巧

目錄

第Ⅰ部分幾何復(fù)雜性

第1章實(shí)現(xiàn)照片級(jí)真實(shí)感的虛擬

植物 5

1.1場(chǎng)景管理 6

1.1.1種植柵格 6

1.1.2種植策略 6

1.1.3實(shí)時(shí)優(yōu)化 7

1.2草層 7

1.2.1通過(guò)溶解模擬Alpha透明 9

1.2.2變化 10

1.2.3光照 11

1.2.4風(fēng) 12

1.3地面雜物層 12

1.4樹(shù)和灌木層 13

1.5陰影 14

1.6后處理 15

1.6.1天空?qǐng)A頂輝散 16

1.6.2全場(chǎng)景輝光 16

1.7本章小結(jié) 17

參考文獻(xiàn) 18

第2章使用基于GPU幾何體剪切圖

的地形渲染 19

2.1幾何體剪切圖簡(jiǎn)介 19

2.2GPU實(shí)現(xiàn)概覽 21

2.2.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 22

2.2.2剪切圖大小 22

2.3渲染 23

2.3.1活動(dòng)層 23

2.3.2頂點(diǎn)和索引緩沖區(qū) 23

2.3.3視錐剪切 24

2.3.4DrawPrimitive調(diào)用 25

2.3.5頂點(diǎn)著色器 25

2.3.6像素著色器 27

2.4更新 28

2.4.1升采樣 28

2.4.2殘差 29

2.4.3法線(xiàn)圖 30

2.5結(jié)果和討論 30

2.6本章小結(jié)和改進(jìn) 31

2.6.1頂點(diǎn)紋理 31

2.6.2去掉法線(xiàn)圖 31

2.6.3不需要存儲(chǔ)空間的地形

合成 31

參考文獻(xiàn) 31

第3章幾何體實(shí)例化的內(nèi)幕 33

3.1為什么要對(duì)幾何體實(shí)例化？ 34

3.2定義 34

3.2.1幾何體包 34

3.2.2實(shí)例屬性 35

3.2.3幾何體實(shí)例 35

3.2.4渲染和紋理場(chǎng)景 35

3.2.5幾何體批次 36

3.3實(shí)現(xiàn) 37

3.3.1靜態(tài)批次 38

3.3.2動(dòng)態(tài)批次 39

3.3.3頂點(diǎn)常量實(shí)例化 40

3.3.4幾何體實(shí)例API批次 43

3.4本章小結(jié) 46

參考文獻(xiàn) 48

第4章分段緩沖 49

4.1問(wèn)題空間 49

4.2解決方案 50

4.3方法 50

4.3.1分段緩沖的第一步 50

4.3.2分段緩沖的第二步 50

4.3.3分段緩沖的第三步 51

4.4改進(jìn)分段緩沖技術(shù) 51

4.5本章小結(jié) 51

參考文獻(xiàn) 51

第5章用多流來(lái)優(yōu)化資源管理 53

5.1概覽 53

5.2實(shí)現(xiàn) 55

5.2.1DirectX9.0中的多流 55

5.2.2資源管理 57

5.2.3處理頂點(diǎn) 59

5.3本章小結(jié) 63

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第6章讓硬件遮擋查詢(xún)發(fā)揮作用 65

6.1引言 65

6.2受益于遮擋查詢(xún)的場(chǎng)景 66

6.3遮擋裁減 66

6.4層的停等方法 67

6.4.1為什么使用層 67

6.4.2層結(jié)構(gòu) 67

6.4.3層的算法 68

6.4.4問(wèn)題1：停滯 68

6.4.5問(wèn)題2：查詢(xún)的額外開(kāi)銷(xiāo) 68

6.5一致性層裁減 69

6.5.1想法1：猜測(cè) 69

6.5.2想法2：提升，提升 70

6.5.3算法 70

6.5.4實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 71

6.5.5停滯比較少的原因 73

6.5.6查詢(xún)較少的原因 73

6.5.7如何遍歷層 73

6.6優(yōu)化 74

6.6.1用真正的幾何體查詢(xún) 74

6.6.2只有Z的渲染遍 74

6.6.3近似的可見(jiàn)性 74

6.6.4保守的可見(jiàn)性測(cè)試 74

6.7本章小結(jié) 75

參考文獻(xiàn) 76

第7章帶有位移映射的細(xì)分表面自

適應(yīng)鑲嵌 77

7.1細(xì)分表面 77

7.1.1一些定義 78

7.1.2Catmull-Clark細(xì)分 78

7.1.3用細(xì)分來(lái)鑲嵌 79

7.1.4面片化表面 80

7.1.5GPU鑲嵌算法 80

7.1.6致密鑲嵌 84

7.2位移映射 84

7.2.1改變平滑度測(cè)試 85

7.2.2用法線(xiàn)映射著色 85

7.3本章小結(jié) 86

參考文獻(xiàn) 86

第8章"para" label-module="para">

映射 87

8.1簡(jiǎn)介 87

8.2準(zhǔn)備工作 89

8.3距離映射算法 89

8.4計(jì)算距離圖 92

8.5著色器 92

8.5.1頂點(diǎn)著色器 92

8.5.2片段著色器 92

8.5.3關(guān)于過(guò)濾的注意事項(xiàng) 94

8.6結(jié)果 94

8.7本章小結(jié) 95

參考文獻(xiàn) 96

第Ⅱ部分著色、光照和陰影

第9章S.T.A.L.K.E.R.中的延期

著色 101

9.1引言 101

9.2幾種觀點(diǎn) 102

9.3優(yōu)化 103

9.3.1優(yōu)化的對(duì)象 103

9.3.2光照優(yōu)化 104

9.3.3G緩沖區(qū)建立的優(yōu)化 106

9.3.4陰影優(yōu)化 108

9.4改善質(zhì)量 109

9.4.1“虛擬位置”的威力 109

9.4.2環(huán)境遮擋 110

9.4.3材質(zhì)和表面光照的交互 111

9.5反走樣 111

9.5.1高效的調(diào)和映射 113

9.5.2處理透明 114

9.6嘗試過(guò)但沒(méi)有包含入最終

代碼的內(nèi)容 114

9.6.1高程圖 114

9.6.2實(shí)時(shí)的全局照明 115

9.7本章小結(jié) 115

參考文獻(xiàn) 116

第10章動(dòng)態(tài)輻照度環(huán)境映射實(shí)時(shí)

計(jì)算 117

10.1輻照度(irradiance)環(huán)境

映射 117

10.2球面調(diào)和卷積 119

10.3映射到GPU上 120

10.3.1空域到頻域 121

10.3.2卷積和恢復(fù) 122

10.4以后的工作 123

10.5本章小結(jié) 123

參考文獻(xiàn) 123

第11章近似的雙向紋理函數(shù) 125

11.1引言 125

11.2采集 126

11.2.1建立和采集 126

11.2.2匯集著色圖 127

11.3渲染 128

11.3.1細(xì)節(jié)算法 128

11.3.2實(shí)時(shí)渲染 129

11.4結(jié)果 130

11.5本章小結(jié) 132

參考文獻(xiàn) 132

第12章基于貼面的紋理映射 133

12.1方法簡(jiǎn)介 134

12.2紋理貼面的構(gòu)造 135

12.3紋理貼面打包 135

12.4紋理貼面映射 137

12.5mipmap問(wèn)題 138

12.6本章小結(jié) 140

參考文獻(xiàn) 140

第13章在GPU上實(shí)現(xiàn)mental

images的Phenomena

渲染器 141

13.1引言 141

13.2著色器和Phenomena 142

13.3用Cg實(shí)現(xiàn)Phenomena 143

13.3.1Cg頂點(diǎn)程序和可變

參數(shù) 144

13.3.2片段程序著色器的main()

入口點(diǎn) 145

13.3.3通用著色器接口 145

13.3.4一個(gè)簡(jiǎn)單的著色器

例子 146

13.3.5全局的狀態(tài)變量 148

13.3.6光著色器 149

13.3.7紋理著色器 151

13.3.8凹凸映射 152

13.3.9環(huán)境著色器和體著

色器 153

13.3.10返回結(jié)構(gòu)體的著色器 154

13.3.11渲染毛發(fā) 154

13.3.12組合所有東西 155

13.4本章小結(jié) 155

參考文獻(xiàn) 156

第14章動(dòng)態(tài)環(huán)境遮擋和間接光照 157

14.1表面元素 158

14.2環(huán)境遮擋 158

14.2.1多遍陰影算法 160

14.2.2改善性能 160

14.3間接光照和面光源 162

14.4本章小結(jié) 164

參考文獻(xiàn) 164

第15章藍(lán)圖渲染和草圖繪制 165

15.1基本原理 166

15.1.1中間渲染結(jié)果 166

15.1.2邊增強(qiáng) 166

15.1.3深度子圖形渲染 167

15.2藍(lán)圖渲染 167

15.2.1深度剝離 167

15.2.2析取可見(jiàn)邊和不可

見(jiàn)邊 169

15.2.3合成藍(lán)圖 170

15.2.4深度屏蔽 171

15.2.5使用藍(lán)圖渲染顯示

建筑 171

15.3草圖渲染 171

15.3.1邊和顏色面片 172

15.3.2應(yīng)用不確定性 172

15.3.3調(diào)整深度 173

15.3.4草圖渲染的變體 173

15.3.5控制不確定性 174

15.3.6減少雨景效果 175

15.4本章小結(jié) 176

參考文獻(xiàn) 176

第16章精確的大氣散射 179

16.1引言 179

16.2解散射方程 180

16.2.1Rayleigh散射與Mie

散射 180

16.2.2相位函數(shù) 181

16.2.3外向散射方程 181

16.2.4內(nèi)向散射方程 182

16.2.5表面散射方程 182

16.3實(shí)時(shí)渲染 182

16.4擠入著色器中 184

16.4.1去除一個(gè)維度 184

16.4.2去除其他維度 184

16.5實(shí)現(xiàn)散射的著色器 185

16.5.1頂點(diǎn)著色器 185

16.5.2片段著色器 187

16.6增加高動(dòng)態(tài)范圍渲染 188

16.7本章小結(jié) 188

參考文獻(xiàn) 189

第17章利用像素著色器分支的

高效模糊邊緣陰影 191

17.1現(xiàn)有的陰影生成技術(shù) 191

17.2用單張陰影圖產(chǎn)生模糊

陰影 192

17.2.1模糊尖銳邊緣陰影 192

17.2.2提高效率 195

17.2.3實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 196

17.3本章小結(jié) 199

參考文獻(xiàn) 200

第18章將頂點(diǎn)紋理位移用于水的

真實(shí)感渲染 201

18.1水的模型 202

18.2實(shí)現(xiàn) 202

18.2.1水的表面模型 202

18.2.2實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 203

18.2.3對(duì)高度圖采樣 203

18.2.4質(zhì)量的提高與優(yōu)化 204

18.2.5渲染局部的擾動(dòng) 208

18.3本章小結(jié) 209

參考文獻(xiàn) 209

第19章通用的折射模擬 211

19.1基本方法 212

19.2折射掩碼 213

19.3示例 215

19.3.1水的模擬 215

19.3.2玻璃的模擬 217

19.4本章小結(jié) 219

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第Ⅲ部分高質(zhì)量渲染

第20章快速三階紋理過(guò)濾 225

20.1高階過(guò)濾 225

20.2快速遞歸三次卷積 226

20.3mipmapping 230

20.4導(dǎo)數(shù)重建 232

20.5本章小結(jié) 235

參考文獻(xiàn) 236

第21章高質(zhì)量反走樣的光柵化 237

21.1概述 237

21.2降采樣 239

21.2.1與現(xiàn)有軟硬件的對(duì)比 239

21.2.2用GPU進(jìn)行降采樣 240

21.3延伸 240

21.4過(guò)濾器的細(xì)節(jié) 241

21.5兩遍分離式的過(guò)濾器 242

21.6分塊和累加 243

21.7代碼 243

21.7.1渲染循環(huán) 244

21.7.2降采樣類(lèi) 245

21.7.3實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 246

21.8本章小結(jié) 246

參考文獻(xiàn) 247

第22章快速的預(yù)過(guò)濾線(xiàn)條 249

22.1為什么尖銳的直線(xiàn)看起來(lái)很

糟糕 249

22.2限制信號(hào)的帶寬 250

22.3預(yù)處理 252

22.4運(yùn)行時(shí) 253

22.4.1線(xiàn)段的建立(CPU) 253

22.4.2表查找(GPU) 254

22.5實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題 256

22.5.1繪制寬線(xiàn) 256

22.5.2組合多條線(xiàn)段 256

22.6示例 256

22.7本章小結(jié) 258

參考文獻(xiàn) 258

第23章NaluDemo的頭發(fā)動(dòng)畫(huà)和渲染 261

23.1頭發(fā)的幾何體 262

23.1.1布局和增長(zhǎng) 262

23.1.2控制頭發(fā) 263

23.1.3數(shù)據(jù)流 263

23.1.4鑲嵌 263

23.1.5插值 264

23.2動(dòng)力學(xué)和碰撞 265

23.2.1約束條件 265

23.2.2碰撞 266

23.2.3鰭 266

23.3頭發(fā)的著色 267

23.3.1用于頭發(fā)的實(shí)時(shí)反射

模型 268

23.3.2頭發(fā)中實(shí)時(shí)的體化陰影 271

23.4本章小結(jié)和未來(lái)的工作 274

參考文獻(xiàn) 274

第24章使用查找表加速顏色變換 275

24.1查找表的基礎(chǔ)知識(shí) 275

24.1.1一維查找表 275

24.1.2三維查找表 276

24.1.3插值 278

24.2實(shí)現(xiàn) 278

24.2.1把查找表映射到GPU

的策略 278

24.2.2Cg著色器 278

24.2.3系統(tǒng)集成 280

24.2.4把三維查找表擴(kuò)展到用

于高動(dòng)態(tài)范圍圖像 281

24.3本章小結(jié) 282

參考文獻(xiàn) 282

第25章AppleMotion中的GPU圖像處理 285

25.1設(shè)計(jì) 285

25.1.1喜愛(ài)的和厭惡的 285

25.1.2選擇語(yǔ)言 287

25.1.3CPU向后支持 287

25.2實(shí)現(xiàn) 288

25.2.1GPU資源的限制 288

25.2.2被零除 289

25.2.3丟失的頂點(diǎn)分量 289

25.2.4雙線(xiàn)過(guò)濾 290

25.2.5高精度存儲(chǔ) 294

25.3調(diào)試 294

25.4本章小結(jié) 295

參考文獻(xiàn) 296

第26章實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的Perlin噪聲 297

26.1隨機(jī)但平滑 297

26.2存儲(chǔ)與計(jì)算 297

26.3實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 298

26.4本章小結(jié) 302

參考文獻(xiàn) 302

第27章高級(jí)的高質(zhì)量過(guò)濾 303

27.1在GPU上實(shí)現(xiàn)過(guò)濾 303

27.1.1訪(fǎng)問(wèn)圖像樣本 303

27.1.2卷積過(guò)濾 304

27.2數(shù)字圖像的重采樣 307

27.2.1背景知識(shí) 307

27.2.2反走樣問(wèn)題 307

27.2.3圖像重建 310

27.3沖擊過(guò)濾:銳化圖像的方法 312

27.4過(guò)濾器的實(shí)現(xiàn)技巧 314

27.5高級(jí)應(yīng)用 314

27.5.1時(shí)間變形 314

27.5.2運(yùn)動(dòng)模糊的消除 314

27.5.3自適應(yīng)的紋理過(guò)濾 315

27.6本章小結(jié) 315

參考文獻(xiàn) 315

第28章Mipmap級(jí)的測(cè)量 317

28.1哪個(gè)mipmap層是可

見(jiàn)的？ 318

28.2GPU搶險(xiǎn)隊(duì) 318

28.2.1像素點(diǎn)計(jì)數(shù) 318

28.2.2引擎中的實(shí)際考慮 321

28.2.3擴(kuò)展 322

28.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果 324

28.4本章小結(jié) 325

參考文獻(xiàn) 326

第Ⅳ部分GPU的通用計(jì)算：初級(jí)讀本

第29章流式體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)趨勢(shì) 331

29.1技術(shù)趨勢(shì) 331

29.1.1核心技術(shù)趨勢(shì) 331

29.1.2后果 332

29.2高性能計(jì)算的關(guān)鍵 334

29.2.1高效計(jì)算的方法 334

29.2.2高效通信的方法 335

29.2.3與CPU對(duì)比 335

29.3流式計(jì)算 336

29.3.1流式編程模型 336

29.3.2構(gòu)建一個(gè)流式處理器 337

29.4未來(lái)和挑戰(zhàn) 338

29.4.1技術(shù)趨勢(shì) 338

29.4.2功耗管理 338

29.4.3支持更高的可編程性和

功能性 339

29.4.4來(lái)自CPU的GPU功能性

(或反之亦然) 339

參考文獻(xiàn) 339

第30章GeForce6系列GPU的體系結(jié)構(gòu) 341

30.1GPU如何適合于整體計(jì)算

系統(tǒng) 342

30.2整體系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 342

30.2.1圖形操作的功能結(jié)構(gòu)圖 343

30.2.2非圖形操作的功能結(jié)

構(gòu)圖 346

30.3GPU特性 347

30.3.1固定函數(shù)特性 348

30.3.2著色器Model3.0編程

模型 349

30.3.3支持的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式 353

30.4性能 354

30.5達(dá)到最佳性能 354

30.5.1積極地使用z裁減 355

30.5.2加載數(shù)據(jù)時(shí)利用紋理

數(shù)學(xué) 355

30.5.3使用片段程序的分支 355

30.5.4盡可能使用fp16作中

間值 355

30.6本章小結(jié) 356

第31章把計(jì)算概念映射到GPU 357

31.1數(shù)據(jù)并行的重要性 357

31.1.1哪種類(lèi)型的計(jì)算可以很

好地映射到GPU 357

31.1.2示例：在柵格上模擬 358

31.1.3流通信：聚集與散布 359

31.2GPU計(jì)算資源清單 359

31.3CPU-GPU類(lèi)比 362

31.3.1流：GPU紋理=CPU

數(shù)組 362

31.3.2核：GPU片段程序=CPU

“內(nèi)循環(huán)” 362

31.3.3渲染到紋理=反饋 362

31.3.4幾何體光柵化=計(jì)算的

調(diào)用 363

31.3.5紋理坐標(biāo)=計(jì)算的域 363

31.3.6頂點(diǎn)坐標(biāo)=計(jì)算的

范圍 363

31.3.7縮減 363

31.4從類(lèi)比到實(shí)現(xiàn) 364

31.5一個(gè)簡(jiǎn)單的例子 366

31.6本章小結(jié) 368

參考文獻(xiàn) 368

第32章嘗試GPU計(jì)算 369

32.1選擇快速算法 369

32.1.1局部性 369

32.1.2允許計(jì)算的準(zhǔn)則 370

32.1.3考慮下載和讀回 371

32.2了解浮點(diǎn) 371

32.3實(shí)現(xiàn)散列 373

32.3.1轉(zhuǎn)換成聚集 373

32.3.2地址排序 374

32.3.3渲染點(diǎn) 375

32.4本章小結(jié) 375

參考文獻(xiàn) 376

第33章在GPU上實(shí)現(xiàn)高效的并行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 377

33.1流式編程 377

33.2GPU存儲(chǔ)器模型 379

33.2.1存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu) 379

33.2.2GPU流類(lèi)型 380

33.2.3GPU核的存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn) 381

33.3基于GPU的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 382

33.3.1多維數(shù)組 382

33.3.2結(jié)構(gòu)體 387

33.3.3稀疏數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 387

33.4性能考慮 391

33.4.1依賴(lài)的紋理讀取 391

33.4.2計(jì)算頻度和程序特化 391

33.4.3PbufferSurvivalGuide 392

33.5本章小結(jié) 393

參考文獻(xiàn) 393

第34章GPU流程控制習(xí)慣用法 395

34.1流程控制的挑戰(zhàn) 395

34.2基本的流程控制策略 396

34.2.1判定 396

34.2.2把分支向著流水線(xiàn)上端

移動(dòng) 396

34.2.3z裁減 397

34.2.4分支指令 399

34.2.5選擇一種分支機(jī)制 399

34.3使用遮擋查詢(xún)的數(shù)據(jù)依賴(lài)

循環(huán) 400

34.4本章小結(jié) 400

第35章GPU程序優(yōu)化 401

35.1數(shù)據(jù)并行計(jì)算 401

35.1.1指令級(jí)并行性 401

35.1.2數(shù)據(jù)級(jí)并行性 403

35.2計(jì)算頻率 404

35.2.1循環(huán)內(nèi)不變量的預(yù)

計(jì)算 405

35.2.2用查找表進(jìn)行預(yù)計(jì)算 406

35.2.3避免內(nèi)循環(huán)分支 407

35.2.4swizzle操作 407

35.3評(píng)價(jià)和負(fù)載平衡 408

35.4本章小結(jié) 409

參考文獻(xiàn) 410

第36章用于GPGPU應(yīng)用程序的流式縮減操作 411

36.1通過(guò)緊縮來(lái)過(guò)濾 411

36.1.1累加和掃描 412

36.1.2通過(guò)搜索/聚集來(lái)散布 413

36.1.3過(guò)濾性能 415

36.2動(dòng)機(jī)：碰撞檢測(cè) 416

36.3用于細(xì)分表面的過(guò)濾 419

36.4本章小結(jié) 421

參考文獻(xiàn) 421

第Ⅴ部分面向圖像的計(jì)算

第37章GPU上的八叉樹(shù)紋理 425

37.1一個(gè)GPU加速的層次結(jié)構(gòu)：

N3樹(shù) 426

37.1.1定義 426

37.1.2實(shí)現(xiàn) 427

37.2應(yīng)用1：在網(wǎng)格表面上色 431

37.2.1建立八叉樹(shù) 431

37.2.2上色 432

37.2.3渲染 432

37.2.4把八叉樹(shù)紋理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)

2D紋理 434

37.3應(yīng)用2：表面模擬 436

37.4本章小結(jié) 437

參考文獻(xiàn) 438

第38章使用光柵化的高質(zhì)量全局照明渲染 439

38.1通過(guò)光柵化的全局照明 440

38.2最終聚集簡(jiǎn)介 441

38.2.1兩遍的方法 441

38.2.2最終聚集 441

38.2.3兩遍方法的問(wèn)題 442

38.3通過(guò)光柵化的最終聚集 443

38.3.1最終聚集光線(xiàn)的聚類(lèi) 443

38.3.2光線(xiàn)投射作為多次平行

投影 445

38.4實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 446

38.4.1初始化 446

38.4.2"para" label-module="para">

38.4.3采樣 447

38.4.4性能 447

38.5GPU上的全局照明渲染器 448

38.5.1第一遍 448

38.5.2生成可見(jiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù) 448

38.5.3第二遍 448

38.5.4其他解決方案 449

38.6本章小結(jié) 451

參考文獻(xiàn) 451

第39章使用逐步求精輻射度方法的

全局照明 453

39.1輻射度的基礎(chǔ) 454

逐步求精 454

39.2GPU實(shí)現(xiàn) 455

39.2.1使用半球投影的可

見(jiàn)性 456

39.2.2構(gòu)成因子的計(jì)算 458

39.2.3選擇下一個(gè)發(fā)射者 459

39.3漸進(jìn)細(xì)分 459

39.3.1紋理四叉樹(shù) 459

39.3.2四叉數(shù)細(xì)分 460

39.4性能 460

39.5本章小結(jié) 460

參考文獻(xiàn) 461

第40章GPU上的計(jì)算機(jī)視覺(jué) 463

40.1引言 463

40.2實(shí)現(xiàn)框架 463

40.3應(yīng)用示例 464

40.3.1把一系列片段程序用于

計(jì)算機(jī)視覺(jué) 464

40.3.2求和操作 467

40.3.3創(chuàng)建全景照片的方

程組 469

40.3.4特征向量的計(jì)算 471

40.4并行計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理 473

40.5本章小結(jié) 474

參考文獻(xiàn) 474

第41章延遲過(guò)濾：困難數(shù)據(jù)格式的

"para" label-module="para">

41.1引言 477

41.2為什么要延遲 478

41.3延遲過(guò)濾算法 479

41.4為什么它可以工作 481

41.5本章小結(jié)：何時(shí)延遲 481

參考文獻(xiàn) 482

第42章保守光柵化 485

42.1問(wèn)題定義 486

42.2兩種保守算法 487

42.2.1剪切空間 487

42.2.2第一種算法 488

42.2.3第二種算法 489

42.3魯棒性問(wèn)題 492

42.4保守深度 492

42.5結(jié)果和本章小結(jié) 493

參考文獻(xiàn) 494

第Ⅵ部分模擬與數(shù)值算法

第43章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的GPU

計(jì)算 497

43.1介紹 497

43.2Floyd-Warshall算法以及

綁定距離的平滑 498

43.3GPU實(shí)現(xiàn) 499

43.3.1動(dòng)態(tài)更新 499

43.3.2數(shù)據(jù)紋理的索引 499

43.3.3三角形劃分 500

43.3.4向量化 500

43.4試驗(yàn)結(jié)果 501

43.5本章小結(jié)和工作展望 502

參考文獻(xiàn) 502

第44章用于解線(xiàn)性方程組的GPU框架 505

44.1概述 505

44.2表示 506

44.2.1“單浮點(diǎn)”的表示 506

44.2.2向量 506

44.2.3矩陣 507

44.3運(yùn)算 509

44.3.1向量運(yùn)算 509

44.3.2向量縮減 509

44.3.3矩陣與向量的積 510

44.3.4把所有的組合起來(lái) 511

44.3.5共軛梯度求解器 511

44.4一個(gè)偏微分方程的例子 512

44.5本章小結(jié) 515

參考文獻(xiàn) 516

第45章GPU上的期權(quán)定價(jià) 517

45.1期權(quán)概述 517

45.2Black-Scholes模型 518

45.3Lattice模型 521

45.3.1二項(xiàng)模型 521

45.3.2歐式期權(quán)定價(jià) 522

45.4本章小結(jié) 525

參考文獻(xiàn) 526

第46章改進(jìn)的GPU排序 527

46.1排序算法 527

46.2一種簡(jiǎn)單的方法 528

46.3快速排序 529

46.3.1實(shí)現(xiàn)奇偶合并排序 529

46.4使用所有的GPU資源 531

46.5本章小結(jié) 535

參考文獻(xiàn) 536

第47章復(fù)雜邊界的流體模擬 537

47.1簡(jiǎn)介 537

47.2LatticeBoltzmann方法 538

47.3基于GPU的LBM 539

47.3.1算法介紹 539

47.3.2數(shù)據(jù)封裝 540

47.3.3遷移 541

47.4基于GPU的邊界處理 541

47.4.1基于GPU的體素化

方法 542

47.4.2周期性邊界 543

47.4.3流出邊界 544

47.4.4障礙物邊界 544

47.5可視化 545

47.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果 546

47.7本章小結(jié) 547

參考文獻(xiàn) 548

第48章基于FFT的醫(yī)學(xué)圖像重建 551

48.1背景 551

48.2傅里"para" label-module="para">

48.2FFT算法 553

48.4在GPU上的實(shí)現(xiàn) 553

48.4.1方法1：主要使用片段

處理器 555

48.4.2方法2：使用頂點(diǎn)處理器、

光柵器和片段處理器 556

48.4.3負(fù)載平衡 558

48.4.4基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果 558

48.5醫(yī)學(xué)成像中的FFT 559

48.5.1磁共振成像 559

48.5.2MRI結(jié)果 560

48.5.3超聲波成像 562

48.6本章小結(jié) 564

參考文獻(xiàn) 565

本書(shū)延續(xù)了暢銷(xiāo)書(shū)《GPU精粹》的第1卷，細(xì)述了在今天的圖形處理器(GPU)上最新的可編程技術(shù)。隨著GPU進(jìn)入手機(jī)、手持游戲設(shè)備和游戲機(jī)領(lǐng)域，GPU專(zhuān)業(yè)知識(shí)在今天的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中顯得更為重要。實(shí)時(shí)圖形程序員會(huì)發(fā)現(xiàn)用于建立高級(jí)的視覺(jué)特效、管理復(fù)雜場(chǎng)景的策略和高級(jí)圖像強(qiáng)大處理能力運(yùn)用到其他計(jì)算密集型程序中，比如科學(xué)計(jì)算和金融。書(shū)中有20章專(zhuān)門(mén)講述GPGPU編程，從基本的概念到高級(jí)技術(shù)。本書(shū)提供了一些專(zhuān)家撰寫(xiě)的最前沿的GPU編程技術(shù)，為讀者介紹了利用GPU巨大功能的實(shí)用方法。

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