加速二维凸包计算的 GPU 过滤器评估
分布式、并行与集群计算
2023-03-21 v1 计算几何
摘要
凸包算法是计算几何中最重要的算法之一，在计算机图形学、机器人和数据挖掘等领域有许多应用。尽管该领域的新算法取得了进展，但为了快速或实时处理更复杂的问题，通常仍需要提高性能。本研究对 GPU 过滤器进行了实验评估，以降低计算二维凸包的成本。该技术首先对输入集进行预处理，在对数时间内过滤掉八顶点多边形内的所有点，以获得缩减的候选点集。我们使用并行计算并以曼哈顿距离作为度量来寻找多边形的顶点并进行点过滤。对于过滤阶段，我们研究了不同的方法；从自定义 CUDA 内核到 Thrust 和 CUB 等库。测试了三种点分布：正态分布（有利情况）、圆周（最坏情况）以及点从圆周上随机偏移的情况（中间情况）。实验评估表明，GPU 过滤算法的速度最高可达顺序 CPU 实现的 23 倍，而整体凸包计算的速度最高可达 CGAL 库提供的最快实现的 30 倍。
引用
@article{arxiv.2303.10581,
title = {An Evaluation of GPU Filters for Accelerating the 2D Convex Hull},
author = {Roberto Carrasco and Héctor Ferrada and Cristóbal A. Navarro and Nancy Hitschfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.10581},
year = {2023}
}