中文摘要：

在数字几何处理、纹理处理以及真实感图形实时绘制等计算机图形学领域有多项重要的、原创性成果发表于国际顶尖的图形学学术会议ACM SIGGRAPH和学术期刊ACM Transactions on Graphics等上，得到学术同行的高度评价并在工业界广泛应用，论文他引240余次。已授权美国发明专利6项。(1)提出了国际上第一个微分域网格编辑算法，并在这一领域连续发表6篇SIGGRAPH论文，确立了申请人在微分域几何计算领域的领军地位。(2)提出纹理蒙太奇（TextureMontage）算法，解决了计算机图形学的一个重大公开问题从多幅照片中抽取纹理，并无缝地映射到任意三维物体表面。该技术被认为是2005年游戏开发领域最重大的14项技术创新之一。(3)提出阴影场、球面调和指数以及预计算的辐射度传输张量等算法，首次给出了在任意复杂光源下任意动态场景（包括动态几何、动态材质）的真实感实时绘制框架。

结论摘要：

本项目围绕着GPU并行计算进行了深入研究，在GPU并行计算的编程工具、GPU并行数据结构以及GPU并行计算应用等方面取得了多项创新成果。四年来，共计在计算机图形学顶级期刊ACM Transactions on Graphics上发表论文16篇，在IEEE TVCG上发表论文4篇，获得国家发明专利授权1项，培养研究生5名。部分成果已经在工业界得到应用。 在项目实施期间，项目负责人应邀担任了《ACM Transactions on Graphics》等期刊编委，担任了ACM SIGGRAPH等多个国际学术会议的程序委员会委员，担任了多个国际学术会议的的程序委员会共同主席。通过参加和组织这些国际会议以及联合项目的方式与国内外同行展开了深入的学术交流与合作。 下面是本项目取得几个代表性成果（1）在GPU并行计算的基础软件方面，对GPU编程工具和编译器进行了深入的研究。首次提出了GPU中断的概念，对现有的GPU编程语言进行了扩展；研究了GPU中断的编译器实现，并研发了基于GPU中断的GPU程序调试工具，极大地提高了GPU程序的开发效率。（2）在GPU并行计算的数据结构方面，对三维空间中的八叉树和KD-tree、四维时空中的BVH结构、以及六维线空间中的BVH等空间层次数据结构的并行构建方法进行了深入研究，提出了一系列创新的空间层次结构的并行构建算法；并将这些算法应用于几何造型、光线跟踪和全局光照明计算等图形学应用。（3）在GPU并行计算的应用软件方面，研制了完全运行在GPU上的REYES电影绘制系统RenderAnts。在相似画面质量下，RenderAnts的渲染速度比当前工业界广泛使用的商业软件RenderMan快一个数量级以上；提出了基于GPU光线跟踪的高清绘制流水线，突破了光线跟踪算法中着色计算重用的关键技术难点，使整体绘制效率得到了显著提升；在上述绘制流水线基础上研究和集成了一系列基于GPU的高效真实感绘制技术，包括半透明、焦散和头发等的绘制。因为在GPU高清绘制方向的工作，项目负责人2011年获得了MIT 《Technology Review》颁发的MIT TR35全球杰出青年创新人物奖。