基于GPU的實(shí)時(shí)陰影算法研究.pdf

1、現(xiàn)實(shí)世界中不起眼的陰影在虛擬世界中能夠帶給我們?cè)S多視覺信息從而大大提高虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感。陰影生成技術(shù)就是一項(xiàng)在虛擬場(chǎng)景中模擬生成陰影的計(jì)算機(jī)技術(shù)。陰影的生成往往涉及到大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，因此完成具有較高質(zhì)量的陰影繪制需要兩方面的支持，即擁有強(qiáng)大計(jì)算能力的硬件和高效的陰影生成算法。
　　 計(jì)算機(jī)圖形硬件技術(shù)的飛速進(jìn)步，尤其是GPU的出現(xiàn)，在提升了硬件計(jì)算能力的同時(shí)也給予了研究人員更大自由發(fā)揮的空間。與此相應(yīng)，陰影生成算法也有了大步的發(fā)

2、展。尤其是具有在動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中生成實(shí)時(shí)陰影能力的實(shí)時(shí)陰影算法的快速發(fā)展，大大擴(kuò)展了陰影生成技術(shù)的應(yīng)用范圍，是近年來陰影生成算法的研究熱點(diǎn)。本文在可編程圖形硬件的基礎(chǔ)上對(duì)實(shí)時(shí)陰影算法進(jìn)行了相應(yīng)的研究，主要工作內(nèi)容如下：
　　 1.介紹了可編程圖形硬件和陰影生成技術(shù)的概念及應(yīng)用，并著重對(duì)實(shí)時(shí)陰影生成技術(shù)的相關(guān)算法做了較為深入的研究。在對(duì)相關(guān)算法進(jìn)行說明的基礎(chǔ)上，應(yīng)用OpenGL和GLSL語言在GPU上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
　　 2.改進(jìn)

3、了經(jīng)典的百分比接近過濾算法。我們充分利用可編程圖形硬件的優(yōu)勢(shì)，通過添加對(duì)渲染點(diǎn)的甄選步驟，大大減少了需要計(jì)算的渲染點(diǎn)數(shù)量，從而大幅減少了總體的計(jì)算量。另外還對(duì)原算法的采樣方式進(jìn)行了改進(jìn)，基本消除了經(jīng)典方法中由于誤差積累所導(dǎo)致的帶狀噪聲，獲得更為真實(shí)的陰影。
　　 3.提出了一種基于透視陰影映射和方差陰影映射的混合算法。將透視陰影映射技術(shù)中在后透視空間生成陰影紋理的技巧成功地引入方差陰影映射技術(shù)中，提高了方差陰影深度紋理中的數(shù)據(jù)有