Question

我有一个3D点云，我将像素投影到图像平面。由于一些3D点被映射到相同的像素，我只想要具有最低Z值的像素到我的相机。我使用Z-Buffer（浮点数组）来跟踪我的深度值。这是一些伪代码：

// Initialize z-Buffer with max depth (99999.9f)
// Go through every point of point cloud...
// Project Point (x,y,z) to image plane (u,v) 
int newIndex = v*imgWidth+u;
float oldDepth = zbuffer[newIndex];

if (z < oldDepth){
  zbuffer[newIndex] = z; // put z value in buffer
  outputImg[newIndex] = pointColor[i]; // put pixel in resulting image
}

我有一个完美工作的单核CPU版本。

cuda版本看起来很好并且非常快，但只有z-test扮演角色的区域非常“条纹”，这意味着一些背景点会覆盖前景像素，我认为。此外，当我查看彩色图像时，我会看到随机颜色条纹，图像中没有颜色。

CUDA版本看起来更像是这样：

//Initialize, kernel, project, new coordinates...

const float oldDepth = outputDepth[v * outputMaxWidth + u];

if (z < oldDepth){
  outputDepth[v * outputMaxWidth + u] = z;
  const int inputColorIndex = yIndex * inputImageStep + 3*xIndex;
  const int outputColorIndex = yIndex * outputImageStep + 3*xIndex;
  outputImage[outputColorIndex] = inputImage[inputColorIndex]; //B
  outputImage[outputColorIndex + 1] = inputImage[inputColorIndex + 1]; //G
  outputImage[outputColorIndex + 2] = inputImage[inputColorIndex + 2]; //R
}

我认为并发性是一个问题。一个线程可以在Z-Buffer中写入该像素的最近z值，但同时另一个线程读取旧值并覆盖正确的值。

如何在CUDA中阻止这种情况？

EDIT1：将块大小从（16,16）减小到（1,1）将导致较少的条纹图案，但它看起来像1个像素孔。

EDIT2：这是一个最小的例子：

#include "cuda_runtime.h"
#include "device_launch_parameters.h"

#include <stdio.h>

cudaError_t insertToZBuffer(int *z, const int *a, unsigned int size);

__global__ void zbufferKernel(int *z, const int *a)
{
    int i = threadIdx.x;
    if (a[i] < z[0]){
        z[0] = a[i]; //  all mapped to pixel index 0        
    }    
}

int main(){
    for (int i = 0; i < 20; ++i){
        const int arraySize = 5;
        const int a[arraySize] = { 1, 7, 3, 40, 5 }; // some depth values which get mapped all to index 0
        int z[arraySize] = { 999 }; // large depth value

        insertToZBuffer(z, a, arraySize);

        printf("{%d,%d,%d,%d,%d}\n", z[0], z[1], z[2], z[3], z[4]);
        cudaDeviceReset();

    }   
    return 0;
}

cudaError_t insertToZBuffer(int *z, const int *a, unsigned int size){
    int *dev_a = 0;
    int *dev_z = 0;
    cudaError_t cudaStatus;
    cudaStatus = cudaSetDevice(0);
    cudaStatus = cudaMalloc((void**)&dev_z, size * sizeof(int));
    cudaStatus = cudaMalloc((void**)&dev_a, size * sizeof(int));
    cudaStatus = cudaMemcpy(dev_a, a, size * sizeof(int), cudaMemcpyHostToDevice);
    cudaStatus = cudaMemcpy(dev_z, z, size * sizeof(int), cudaMemcpyHostToDevice);
    zbufferKernel<<<1, size >>>(dev_z, dev_a);
    cudaStatus = cudaGetLastError();
    cudaStatus = cudaDeviceSynchronize();   
    cudaStatus = cudaMemcpy(z, dev_z, size * sizeof(int), cudaMemcpyDeviceToHost);

    cudaFree(dev_z);
    cudaFree(dev_a);

    return cudaStatus;
}

索引0处z的值应为1，因为它是最低值，但它是5，这是a的最后一个值。

Answer 1

这里是我如何通过评论解决它：

我已经使用atomicCAS（将浮点数转换为整数）来写入我的z-buffer，如果它具有较小的z值。当前线程的z值较大时，我只返回。最后，我同步所有剩余的线程（__syncthreads（）），这些线程已写入缓冲区并检查它们的z值是否为最终值。如果确实如此，我将点颜色写入此位置的像素值。

编辑：我应该只使用atomicMin ...

在CUDA中实现简单的Z缓冲区

1 个答案: