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体绘制是计算机三维可视化的重要技术之一。体绘制采用直接处理、整体合成的方式，绘制出含有多种信息的高品质的三维图像，适宜于人们对体数据进行全面综合的观察和分析。目前，在PC平台上基于CPU的体绘制技术基本可以胜任较大规模的体数据的实时绘制，但对于超大规模的体数据以及需要频繁交互的场合，CPU的串行数据处理方式极大地限制了体绘制的效率。近年来，随着计算机图形硬件的高速发展，特别是图形处理单元GPU（GraphicProcessing Unit）技术性能的突破和功能的扩展，为体绘制提供了一种基于GPU编程实现的新技术途径。本论文在研究GPU可编程功能管线的基础上，探讨了基于OpenGL纹理映射的经典GPGPU技术，并将该技术应用于三维纹理映射体绘制中，实现了基于GPU三维纹理映射的体绘制。论文围绕体绘制中明暗处理问题，分别提出了基于GPU的半透明明暗处理算法和基于GPU的Phong光照明暗处理算法，提高了体绘制明暗处理的速度和效率。本论文的主要研究内容包括：1.围绕GPU通用计算技术，重点研究了基于OpenGL纹理映射的经典GPGPU技术，并将几种常见的串行算法利用此技术并行实现，通过实验结果验证了经典GPGPU技术的并行优势。2.研究并实现了三维纹理映射体绘制的整个流程，针对体绘制的明暗处理问题，重点探讨了基于CPU软件优化的窗口变换加速算法和Phong光照加速算法，得出两种加速算法的实际绘制效果图和有关实验数据。3.研究了一种基于GPU三维纹理映射的体绘制方法，设计并实现了基于GPU三维纹理映射的体绘制整个流程。针对体绘制明暗处理的并行性特点，分别提出了基于GPU的半透明明暗处理算法和基于GPU的Phong光照明暗处理算法。应用经典GPGPU技术，将体数据、梯度值映射到显卡的纹理缓存中，在片段着色器中利用多线程并行处理的方式，实现窗口变换算法和Phong光照算法，大大提高了体绘制明暗处理的速度和效率。