[发明专利]基于GPU的多时间帧高感知度二维流线组织算法

摘要

本发明提出了一种基于GPU并行计算的多时间帧高感知度二维流线组织算法，将纹理作为主要的数据载体和中间过程辅助工具，来实现不同时间点的数据读入及流线生成，每相同时间间隔下，为显存调入两张相邻时间帧数据纹理供GPU使用，对这两帧数据纹理进行插值，以获得更加平滑的流线动画效果；整个几何流线的生成过程都在GPU中进行，能节省大量的时间成本；基于矢量点速率大小来控制流线密度，高速率区绘制稠密流线，低速率区绘制稀疏流线，也可让用户交互设置感兴趣速度区间，指定区间内绘制稠密流线，区间外绘制稀疏流线；对已生成的流线轨迹符号映射，以符号更加形象逼真的表达矢量场的流动情况，通过对符号的纹理坐标改变，实现符号动画的效果，在帧与帧过度时，通过对符号的变形操作，实现更加流畅的动画效果。

主权项

基于GPU并行计算的多时间帧高感知度二维流线算法，其特征在于3个部分：(1)本算法中的纹理主要作为数据载体和中间过程辅助工具而存在(而非纹理白噪声)，将矢量场的不同时间点数据存入不同纹理像素中，每固定时间距离下，实时向GPU中传入2张相邻时间帧纹理，并及时更换纹理，以做动画计算，一方面保证了显存中只载入2张纹理，不至于显存不足，另一方面，能实现流场的动画效果。(2)本算法是基于GPU并行计算的矢量场几何流线运算方法，而非基于GPU的像素估计流线运算，也非基于CPU的几何流线运算方法；(3)本算法基于矢量点速率来控制流线密度，对高速区域能表达更多细节，低速区域表达较少细节，节省了处理时间又不至于忽略用户感兴趣的区域细节。