三維場景的渲染技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、渲染技術(shù),即圖形數(shù)據(jù)的計算與輸出,用于繪制三維場景。畫面最低幀速是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。渲染技術(shù)近年來已成為計算機圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實、圖像處理等領(lǐng)域的研究熱點。
　　 三維場景的渲染技術(shù)主要解決計算機系統(tǒng)資源的有限性與場景數(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。目前針對上述矛盾的解決方案主要是地形場景渲染細(xì)節(jié)程度分級,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);天空場景采用靜態(tài)天空體模型。但地形場景渲染細(xì)節(jié)程度分級容易產(chǎn)生網(wǎng)格裂縫,靜態(tài)天空體真實度比較有限。
　　 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:首先對同一組地形數(shù)據(jù)分別實現(xiàn)直接渲染和基于LOD的渲染。直接渲染適用小規(guī)模地形,但渲染場景較犀利?；贚OD的渲染可以適用大規(guī)模地形,同時渲染場景較符合現(xiàn)實,故本文選用基于LOD的地形渲染技術(shù)。之后,針對LOD算法需要

3、經(jīng)常重組網(wǎng)格的特性,采用易于訪問的四叉樹LOD地形數(shù)據(jù)格式?；谒牟鏄涞慕Y(jié)構(gòu),介紹了本文所用的LOD算法節(jié)點評價標(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。本文對傳統(tǒng)網(wǎng)格裂縫處理方法的加點法和跳點法進行優(yōu)化,采用當(dāng)一個節(jié)點的子節(jié)點中有任何一個需要繼續(xù)被剖分時,該節(jié)點的所有子節(jié)點都繼續(xù)進行剖分的思路,實驗結(jié)果表明使用此思路需要程序判斷的語句大幅度減少,但得到的地形細(xì)節(jié)卻多了,在耗時和效果上都很理想。

4、r>　　 (3)天空模擬:實現(xiàn)了基于SilverLining的動態(tài)天空渲染,并與OpenGL集成,相較傳統(tǒng)天空模擬,這里并非是通過簡單的藍(lán)色漸變背景繪制來模擬天空,而是基于實時物理模擬與太陽光譜天文計算太陽的相對位置,從視點的地平線數(shù)據(jù)開始,模擬散射光線穿過地球大氣層而產(chǎn)生的漸變效果。所得到的效果更加真實,同時所增加的資源消耗也并不多。
　　 基于Visual C++6.0和OpenGL開源庫,SimNatuor開源庫設(shè)計并實