航海模擬器中基于GPU的雨的實時渲染.pdf

1、分類號UDC密級單位代碼10151航海模擬器中基于GPU的雨的實時渲染劉顏指導教師金一垂職稱教授學位授予單位大連海事大學申請學位級別碩士學科與專業(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。在航海實踐中，降雨造成的能見度的降低直接影響到航行安全。在航海模擬器視景系統(tǒng)中加入不同強度降雨的模擬效果，增強了對能見度不良清況的仿真效果，對于生成

2、逼真沉浸感的航海仿真環(huán)境具有十分重要的意義。降雨過程中，雨滴的數(shù)量巨大，下落運動十分復雜，加之下落過程中雨線的扭曲變形在不同光照情況下呈現(xiàn)出復雜的動態(tài)效果，使得雨的實時模擬變得十分困難。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，實現(xiàn)雨線粒子下落的運動算法提出根據(jù)不同的視點和光源方向、在顯存中建立雨線紋理庫、繪制過程中索引相應的紋理的方法。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’!按照一定的結構存儲在一

3、個紋理對象中，建立雨線紋理庫。渲染過程中的每一幀，根據(jù)上一幀雨線粒子的速度、位置等相關參數(shù)，利用GPU并行流處理能力，計算當前幀雨線粒子的速度、位置，并將計算后的結果渲染到紋理緩沖區(qū)。繪制過程中，將存儲在紋理中的位置數(shù)據(jù)轉換為頂點數(shù)組在頂點處理階段，獲取各頂點位置等相關數(shù)據(jù)用于計算雨線粒子的索引參數(shù)，進而根據(jù)索引參數(shù)及紋理的存儲結構索引相應的紋理。作者最終實現(xiàn)了十萬級雨線粒子數(shù)的、真實感較強的雨的實時渲染，較好的兼顧了真實感和航海模擬器