圖形引擎中陰影算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代社會，隨著計(jì)算機(jī)速度的提高及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，陰影計(jì)算已經(jīng)從原來的不可能或者簡單模擬變成當(dāng)今的高效果實(shí)時模擬或者真實(shí)模擬。陰影渲染技術(shù)已經(jīng)成為游戲引擎中不可或缺的一門技術(shù)。陰影渲染在圖形渲染中可以算得上是耗時耗資源較多的一種渲染。所以實(shí)時的渲染陰影已經(jīng)成為圖形學(xué)中一大重要研究方向。 陰影渲染處理在過去由于硬件條件的限制通常是一種硬陰影，而當(dāng)今越來越多的人要求使用軟陰影技術(shù)來繪制陰影，以便達(dá)到更真實(shí)的陰影效果。在當(dāng)今硬件條件

2、飛速發(fā)展的條件下，利用可編程流水線，本文給出了一種特別的方法來實(shí)現(xiàn)實(shí)時的軟陰影繪制。將本影區(qū)域和半影區(qū)域分開計(jì)算并渲染是本文軟陰影算法的特色，利用陰影圖方法對半影區(qū)域的處理方法是其特別之處。 首先，本文介紹了陰影算法所需要的一般技術(shù)，包括空間變換技術(shù)和GPU編程技術(shù)的發(fā)展過程和當(dāng)今的水平及其調(diào)試工具等。 然后，本文重點(diǎn)分析和比較了幾種重要的陰影算法的特點(diǎn)及效果。從最早使用的平面投影陰影算法開始著手研究，因?yàn)樗辉囉糜谄矫?/p>

3、，所以這種方法當(dāng)今已大多使用于教學(xué)。同時本文也研究了陰影體算法(Shadow Volume)，分析了其算法及特點(diǎn)，這種算法的效率下降與模型的數(shù)量及復(fù)雜度增長呈線性比例關(guān)系。而后又分析了陰影圖算法(Shadow Map)，這種算法不與模型的數(shù)量掛鉤，但是其渲染有精度誤差。 最后，通過上述算法的研究比較，給出了一種實(shí)時軟陰影渲染算法，這種算法利用了陰影體中使用的輪廓邊技術(shù)和陰影圖技術(shù)共同完成，同時還使用了硬件戈勞德(Gouraud)