OpenMP与CUDA实现的并行光线追踪技术研究

资源摘要信息:"RayTracing_Parallel是一个包含两种并行光线追踪算法实现的存储库，分别是基于OpenMP的多线程版本和基于CUDA的GPU加速版本。这两种技术被应用于C++编程语言中，以实现在计算机图形学中生成图像的渲染过程。光线追踪是一种通过模拟光线传播、反射、折射等物理现象来生成图像的技术。" 知识点详细说明: 1. 光线追踪(Ray Tracing): 光线追踪是一种图形渲染技术，它通过模拟光线与物体之间的相互作用来创建逼真的图像。光线追踪算法能够产生更为真实的视觉效果，包括反射、折射、散射和阴影等现象。这种技术通常用于电影制作和高端图像渲染，但因其计算密集型特点，对计算资源的要求较高。 2. 并行计算(Parallel Computing): 并行计算是指同时使用多个计算资源解决计算问题的过程。在光线追踪中，并行计算可以显著提高渲染速度。由于渲染过程中涉及大量独立的光线计算，因此并行化是一个自然的优化方向。 3. OpenMP: OpenMP是一个用于共享内存多处理器编程的API，它提供了一套编译器指令、库函数和环境变量的集合。OpenMP支持基于线程的并行编程，在C、C++和Fortran语言中得到了广泛应用。通过简单的编译器指令，开发者可以轻松地在多核处理器上实现并行化处理，从而提高程序的性能。 4. CUDA: CUDA（Compute Unified Device Architecture）是NVIDIA推出的并行计算平台和编程模型。它允许开发者使用NVIDIA的GPU进行通用计算（GPGPU），而不仅仅是图形渲染。CUDA提供了一种通过C++进行GPU编程的方式，让开发者能够直接利用GPU进行大规模并行计算，从而在某些应用中获得比CPU更高的性能。 5. C++: C++是一种通用编程语言，广泛用于软件开发。它支持过程化编程、面向对象编程和泛型编程。C++具有高效、灵活和功能强大的特点，使其成为开发系统软件、游戏、高性能应用等的理想选择。在本项目中，C++被用于实现光线追踪算法和并行计算。 6. Ubuntu: Ubuntu是一种基于Debian的Linux操作系统发行版，以其用户友好的界面和稳定的性能而受到广泛欢迎。Ubuntu 14.04是该系列中的一个特定版本，它为开发者提供了一个稳定的平台来编译和运行C++程序。 7. g++编译器: g++是GCC（GNU Compiler Collection）的一部分，专门用于编译C++源代码。GCC是一个跨平台的开源编译器，支持多种编程语言，包括C、C++、Objective-C、Fortran、Ada和Java等。g++ 4.8.2是该系列中的一个版本，用于将C++源代码编译成机器代码。 8. 构建系统 MAKE: MAKE是一个用于构建和控制可执行文件的工具，广泛用于Unix、Linux和Mac OS X等操作系统。MAKE文件包含了生成程序所需的指令和依赖关系，可以自动化编译过程。 9. 可执行文件(Executable File): 可执行文件是计算机程序的二进制格式，可以直接在操作系统上运行。在本项目中，通过构建系统生成了三个可执行文件，分别对应不同版本的光线追踪算法实现。 10. 参数传递(Command Line Arguments): 在Linux环境下，命令行参数（也称作命令行选项或命令行开关）是用户在运行程序时，通过命令行界面向程序传递的参数。在本项目中，可执行文件接受三个参数：宽度、高度和视野（fov），其中视野参数是可选的，具有默认值。 通过掌握以上知识点，读者可以对RayTracing_Parallel存储库有更深入的理解，并能够了解如何在自己的计算机上使用相关技术构建和运行并行光线追踪程序。