В дисертації вирішується актуальна науково-технічна задача підвищення інформативності представлення візуальної інформації користувачеві комп'ютерних систем за рахунок створення апаратно-програмної бази побудови об'ємних тривимірних пристроїв відображення. Розглянута задача генерування відрізку прямою для, як задача визначення множини векселів, що апроксимують заданий відрізок. Виконаний аналіз існуючих методів методів рішення поставленої задачі. На базі аналізу типових структур обємних пристроїв відображення визначені місце та основні функції генераторів тривимірних графічних примітивів в обємних 3D ПВІ. Отримав подальший розвиток метод вексельного розкладання відрізку прямої в 3D просторі, заснований на послідовному просуванні уздовж відрізку з врахуванням мінімальності відстані наступного векселя до відрізку (базовий метод). Запропоновані методи вексельного розкладання відрізку прямої засновані на представленні прямої як перетину двух площин і на параметричному завданні прямої. Показано, що всі запропоновані методи дають максимальну помилку, яка не перевершує 0,5 діагоналей векселя, при цьому середня помилка складає менше чверті діагоналі. Показано, що найбільш швидким є параметричний метод, який більш ніж в 5 разів зменшує часові витрати в порівнянні з базовим методом. Виконані дослідження про ефективній реалізації запропонованих методів на графічних процесорах із паралельною архітектурою CUDA. Експериментально встановлено, що найбільшою продуктивністю володіє параметричний метод. Запропоновано та аналітично обґрунтовано архітектурне вирішення спеціалізованого процесора, який реалізує модифікований метод вексельного розкладання відрізку прямої з продуктивністю до 4,6 Mvps.