一、手艺配景

   数字图像相关法（Digital Image Correlation, DIC）是质料科学、航空航天、土木匠程等领域研究质料力学性能、剖析重大结构应变的要害手艺。全局DIC丈量因其能提供全场一连变形信息的优势，适用于大位移、重大应变以及裂纹扩展等场景。然而，全局DIC盘算重漂后高，CPU的单核盘算耗时长，保存效率瓶颈。

   二、要领原理

   全局DIC手艺，图像被划分为多个子区，每个子区对应一个有限元节点。这些子区的数目可能抵达数十万甚至更多，GPU的并行盘算能力使得所有子区的盘算可以同时举行，从而极大地缩短了处置惩罚时间。详细加速办法如下：1）数据预处置惩罚，将图像数据和子区网格位置信息输入GPU。2）并行盘算，GPU焦点同时处置惩罚每个子区的有限元节点数据。3）效果输出，将盘算效果返回主机，生玉成场位移场和应变场。

   三、实验验证

   为验证GPU加速全局DIC丈量现实效果，千眼狼工程师设计了四组实验，实验基于4070 GPU 与13790F CPU比照，涵盖四大典范场景：

   场景1 仿真-大图拉伸

   数据规模：步长5盘算点数489982，步长10盘算点数122700，步长15盘算点数54600。

   盘算效果：CPU无法完成步长5和步长10的盘算，GPU在步长15的情形下加速比扩大101倍。

   场景2 带孔洞拉伸

   数据规模：步长5盘算点数36430，步长10盘算点数9211，步长15盘算点数4124。

   盘算效果：GPU加速比划分为44.6倍、35倍和30倍，显著提升盘算效率。

   场景3 质料拉伸

   数据规模：步长5盘算点数8055，步长10盘算点数2070，步长15盘算点数900。

   盘算效果：GPU加速比划分为22.2倍、12.8倍和12倍，盘算时间大幅缩短。

   场景4 挤压圆盘

   数据规模：步长5盘算点数12403，步长10盘算点数3102，步长15盘算点数1371。

   盘算效果：GPU加速比划分为47倍、63.9倍和76.5倍，展现了卓越的加速性能。

   四、实验结论

   通过四组实验比照，相较于古板CPU，GPU加速要领在精度、效率、适用性上有较大提升。

   1）精度：应变云图比照显示，GPU加速后的效果与CPU盘算效果一致。

   2）效率：GPU加速全局DIC丈量速率比CPU快10~70倍，显著缩短了处置惩罚时间。

   3）适用性：无论是仿真数据和实拍数据，GPU加速均能高效完成。