科学计算可视化是20世纪80年代后期在计算机图形学基础之上发展起来的一门新学科，它融合了计算机图形学、计算机辅助设计以及人机交互等各面技术，在医学、气象学、天文学、地质学等各个领域得到了应用。而台风的可视化正是科学计算可视化在气象学方面的应用之一。　　 目前，台风的可视化大多采用数值模拟的方法，这些方法通过建立台风的物理模型对台风的演化过程、运动路径、温度场变化和台风眼结构等方面进行模拟。而本文针对这种研究现状，从台风的三维形态可视化方面进行了研究实现。　　 本文在系统地研究了直接体绘制的基本原理、基本算法以及主要绘制加速技术的基础上，结合对GPU的可编程机制及其可并行的分析，对基于GPU的光线投射算法进行了实现与改进，完成了算法在台风可视化方面的应用与台风可视化系统的构建。本文的主要创新点和完成的主要工作包括：　　 (1)实现了基于GPU的光线投射算法，并在台风云层的可视化方面得到运用。本文在对台风源数据集进行预处理的基础上，运用基于GPU的光线投射算法实现了对云层的可视化，并使用提前光线结束技术对其过程进行了加速。　　 (2)提出了一种基于GPU球壳体的光线投射算法，并在台风因子的可视化方面得到运用。基于算法使用的实际环境的分析，本文对传统光线投射算法进行了改进，提出了基于GPU球壳体的光线投射算法。改进后的算法将台风体数据映射成三维纹理；建立顶点与索引缓存，创建包裹球体表面的球壳体网格，对球壳体网格进行背面剔除；在GPU中采用了光线投射法对体数据进行遍历、采样和计算；在球壳体网格上实现台风体数据的可视化。实验结果表明，该方法在球体表面较好地实现了实时台风可视化效果。　　 (3)构建了一个台风可视化系统。本文在对开源平台WorldWind研究的基础上，将台风可视化的实现集成到了该平台上，完成了一个台风可视化系统。