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无论是三维激光扫描仪采集的点云数据，还是点云数据经过处理获取的深度图像、三角网模型等空间数据均具有数据量巨大的特点，面对这些海量数据，普通的渲染方法遇到瓶颈。针对这个问题，本文采用DirectX11作为图形渲染引擎，对GPU进行高级编程开发，利用GPU的强大的图形渲染能力和并行计算能力，实现点、线、球、圆柱、梯形体、点云、深度图像和三角网模型等几种空间数据的浏览和交互拾取。本文首先研究了利用HLSL和Shader Model5.0开发GPU着色程序，实现大规模点云、深度图像和三角网模型等空间数据的渲染；在几何着色器中实现billboard算法，绘制始终面向用户的十字丝；利用DirectX11新添加的曲面细分技术，在硬件上将立方体细分成球和圆柱，利用Instancing技术实现“一次数据提交，多次渲染”，节省了计算机的存储空间，提高了渲染质量和效率。然后设计了一个相机，实现对空间数据的交互浏览。根据模型的外包围盒，计算外包围球，设置相机位置，开发了模型的基于Arcball旋转、定点缩放、平移以及视图变换、投影变换和重置旋转中心等交互浏览功能。其次对基本几何实体、点云和三角网模型等空间数据的交互拾取技术进行了深层次地探究。本文提出一种基于屏幕空间的拾取算法，进行点云的点选，并将该算法移植到Direct3D11新引入的计算着色器中，利用GPU的强大并行计算能力加速点云的点选，速度提升2~3倍；采用Win32的GDI绘制二维的选择框，依据基于屏幕空间的拾取算法，实现点云和三角网模型的框选功能；采用经典的射线拾取算法，实现三角网模型单个面片的选择和实体的选择。最后将C++/CLI的WindowsForm和DXUT渲染架构相结合，开发出一个交互可视化平台，WindowFrom的优势在于能够快速简单地设计出华丽的界面，而DXUT已经实现窗口创建、设备创建、窗口事件处理和设备事件控制等工作，利用DXUT架构能提高开发的效率。并将开发的交互可视化平台与两个商业软件：Cyclone v6.0.3和GeomagicStudio12，在点云和三角网模型渲染效果、支持渲染的最大数据量和交互拾取的速度三个方面进行对比，分析平台的优越性和存在的缺陷。