三維場(chǎng)景的渲染技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、渲染技術(shù),即圖形數(shù)據(jù)的計(jì)算與輸出,用于繪制三維場(chǎng)景。畫(huà)面最低幀速是30幀/秒,高于該標(biāo)準(zhǔn)才不產(chǎn)生跳幀現(xiàn)象或內(nèi)存耗盡死機(jī)。渲染技術(shù)近年來(lái)已成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、圖像處理等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 三維場(chǎng)景的渲染技術(shù)主要解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的有限性與場(chǎng)景數(shù)據(jù)的海量性之間的矛盾。本文的研究目標(biāo)是同時(shí)兼顧可接受的渲染誤差和良好的渲染效果這兩者。目前針對(duì)上述矛盾的解決方案主要是地形場(chǎng)景渲染細(xì)節(jié)程度分級(jí),近景細(xì)節(jié)多,遠(yuǎn)景細(xì)節(jié)少,減輕CPU

2、渲染負(fù)擔(dān);天空?qǐng)鼍安捎渺o態(tài)天空體模型。但地形場(chǎng)景渲染細(xì)節(jié)程度分級(jí)容易產(chǎn)生網(wǎng)格裂縫,靜態(tài)天空體真實(shí)度比較有限。
　　 本文在總結(jié)以前研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合自己的研究,具體工作內(nèi)容如下:
　　 (1)地形模擬:首先對(duì)同一組地形數(shù)據(jù)分別實(shí)現(xiàn)直接渲染和基于LOD的渲染。直接渲染適用小規(guī)模地形,但渲染場(chǎng)景較犀利?；贚OD的渲染可以適用大規(guī)模地形,同時(shí)渲染場(chǎng)景較符合現(xiàn)實(shí),故本文選用基于LOD的地形渲染技術(shù)。之后,針對(duì)LOD算法需要

3、經(jīng)常重組網(wǎng)格的特性,采用易于訪問(wèn)的四叉樹(shù)LOD地形數(shù)據(jù)格式?；谒牟鏄?shù)的結(jié)構(gòu),介紹了本文所用的LOD算法節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　　 (2)地形網(wǎng)格優(yōu)化:基于LOD的地形渲染容易產(chǎn)生網(wǎng)格裂縫。本文對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)格裂縫處理方法的加點(diǎn)法和跳點(diǎn)法進(jìn)行優(yōu)化,采用當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)中有任何一個(gè)需要繼續(xù)被剖分時(shí),該節(jié)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)都繼續(xù)進(jìn)行剖分的思路,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明使用此思路需要程序判斷的語(yǔ)句大幅度減少,但得到的地形細(xì)節(jié)卻多了,在耗時(shí)和效果上都很理想。

4、r>　　 (3)天空模擬:實(shí)現(xiàn)了基于SilverLining的動(dòng)態(tài)天空渲染,并與OpenGL集成,相較傳統(tǒng)天空模擬,這里并非是通過(guò)簡(jiǎn)單的藍(lán)色漸變背景繪制來(lái)模擬天空,而是基于實(shí)時(shí)物理模擬與太陽(yáng)光譜天文計(jì)算太陽(yáng)的相對(duì)位置,從視點(diǎn)的地平線數(shù)據(jù)開(kāi)始,模擬散射光線穿過(guò)地球大氣層而產(chǎn)生的漸變效果。所得到的效果更加真實(shí),同時(shí)所增加的資源消耗也并不多。
　　 基于Visual C++6.0和OpenGL開(kāi)源庫(kù),SimNatuor開(kāi)源庫(kù)設(shè)計(jì)并實(shí)