航海模擬器中基于GPU的雨的實(shí)時(shí)渲染.pdf

1、分類號(hào)UDC密級(jí)單位代碼10151航海模擬器中基于GPU的雨的實(shí)時(shí)渲染劉顏指導(dǎo)教師金一垂職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科與專業(yè)交通信息工程及控制論文完成日期2008年6月19日論文答辯日期2008年6月22日答辯委員會(huì)主席中文摘要摘要雨等大氣現(xiàn)象是自然環(huán)境的重要組成部分。在航海實(shí)踐中，降雨造成的能見(jiàn)度的降低直接影響到航行安全。在航海模擬器視景系統(tǒng)中加入不同強(qiáng)度降雨的模擬效果，增強(qiáng)了對(duì)能見(jiàn)度不良清況的仿真效果，對(duì)于生成

2、逼真沉浸感的航海仿真環(huán)境具有十分重要的意義。降雨過(guò)程中，雨滴的數(shù)量巨大，下落運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，加之下落過(guò)程中雨線的扭曲變形在不同光照情況下呈現(xiàn)出復(fù)雜的動(dòng)態(tài)效果，使得雨的實(shí)時(shí)模擬變得十分困難。本文發(fā)展了一種基于GPu(圖形處理器)的粒子系統(tǒng)的方法，實(shí)現(xiàn)雨線粒子下落的運(yùn)動(dòng)算法提出根據(jù)不同的視點(diǎn)和光源方向、在顯存中建立雨線紋理庫(kù)、繪制過(guò)程中索引相應(yīng)的紋理的方法。該方法在初始化階段，將數(shù)千條離線生成的不同情況下的雨線圖像l’!按照一定的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在一

3、個(gè)紋理對(duì)象中，建立雨線紋理庫(kù)。渲染過(guò)程中的每一幀，根據(jù)上一幀雨線粒子的速度、位置等相關(guān)參數(shù)，利用GPU并行流處理能力，計(jì)算當(dāng)前幀雨線粒子的速度、位置，并將計(jì)算后的結(jié)果渲染到紋理緩沖區(qū)。繪制過(guò)程中，將存儲(chǔ)在紋理中的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頂點(diǎn)數(shù)組在頂點(diǎn)處理階段，獲取各頂點(diǎn)位置等相關(guān)數(shù)據(jù)用于計(jì)算雨線粒子的索引參數(shù)，進(jìn)而根據(jù)索引參數(shù)及紋理的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)索引相應(yīng)的紋理。作者最終實(shí)現(xiàn)了十萬(wàn)級(jí)雨線粒子數(shù)的、真實(shí)感較強(qiáng)的雨的實(shí)時(shí)渲染，較好的兼顧了真實(shí)感和航海模擬器