摘要：光照在提高体绘制质量方面发挥重要作用，而梯度计算是实现体光照的关键。与结构化网格相比，非结构化网格拓扑关系复杂，使得顶点梯度估计困难，采样点梯度计算复杂度高，且不易采用GPU加速，阻碍了算法的实时性。因此，绝大多数非结构化网格体绘制尚未添加体光照。本文提出一种高精度的非结构化网格顶点梯度计算方法：先采用格林公式估计单元梯度，再通过体积加权外推和反转距离外推获得顶点梯度。同时，提出一种基于单元散度的高效采样点梯度计算方法，与目前的全线性插值方法相比，明显降低了计算开销。此外，精心设计了GPU数据结构，实现了基于GPU的实时采样点梯度与光照计算，对较大规模数据，绘制性能可满足实时交互。

关键词：gpu 非结构化网格 光照 梯度估计 体绘制 

单位：国防科学技术大学计算机学院 湖南长沙410073