一种基于GPU加速的LBM烟雾仿真方法技术

一种基于GPU加速的LBM烟雾仿真方法，包括1)构建器官软组织和手术器械模型；2)进行存储空间分配、数据结构定义和核函数定义等；3)在CPU创建和初始化烟雾效果的粒子实体，为Compute Shaders所使用的缓冲区buffer在CPU侧分配所需空间；4)调用定义好的计算着色器接口，并且将buffer绑定到LBM方法的碰撞、流动和边界条件步骤的核函数上，其分别对应于碰撞处理、流动处理和边界条件处理；5)启动CPU上的循环计算流程，调用Compute Shader代码，执行在GPU上的并行计算；6)清理CPU上为缓冲区分配的内存空间。本发明专利技术利用LBM方法并行性，用Compute Shader进行并行计算，通过绑定核函数的方式，数值求解LBM方程，大大缩短了运算时间，且具有较强的实时性和真实性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于虚拟现实的医疗，具体涉及一种虚拟手术仿真系统中的烟雾仿真的模拟方法。

技术介绍

1、电凝止血操作是外科手术中最为常见的手术训练环节之一，临床上一般采用高频电凝器来对伤口进行烧灼止血，这个过程中一定伴随着电凝烟雾的产生。

2、烟雾仿真大致可以分为基于图形合成的方法和基于物理的方法。在烟雾模拟的早期，由于计算机性能的限制，基于图像合成的分型纹理和过程纹理被大量的使用。但是使用这些方法来进行仿真的烟雾运动存在着不够灵活，且容易看出人工痕迹的缺陷。针对这些缺点，研究者们又提出了基于物理性质的离散化烟雾仿真方法，通过增加对烟雾的物理特性的描绘，使其更加真实的来模拟整个烟雾运动过程。基于物理的离散化仿真方法大致可以分为两类：网格法和粒子法。网格方法是指将烟雾视作离散的网格结构，通过使用网格求解偏微分方程和计算烟雾的运动状态，由此对网格上的密度、速度等参数进行更新，来实时的模拟烟雾的运动和扩散过程。粒子法是将烟雾中的微粒视作离散的粒子，通过模拟粒子之间的相互作用和运动，来构建烟雾的外观。

3、目前，烟雾仿真模拟仍存在一些问题，主要分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于GPU加速的LBM烟雾仿真方法，其特征是包括以下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种基于gpu加速的lbm烟雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春泉，刘卓龙，刘国俊，胡立杨，黄水源，陈利民，伍军云，陈荣伶，陶凌，赵庆敏，喻俊志，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：