3D引擎圖形系統(tǒng)關鍵技術的研究與實現(xiàn).pdf

1、3D引擎在虛擬現(xiàn)實、地理信息系統(tǒng)和3D游戲等領域具有重要的應用價值。同歐美和韓日相比，中國在3D引擎方面的研究比較落后。因此，對3D引擎的研究具有非常重要的意義。 圖形系統(tǒng)是3D引擎的核心模塊，主要負責3D圖形的渲染，它決定著整個3D引擎的性能。因此，圖形系統(tǒng)及其關鍵技術的研究是3D引擎研究中的重點。本論文以CORA3D引擎為基礎，介紹了圖形系統(tǒng)的架構及其相關模塊的設計，并針對圖形系統(tǒng)中的部分關鍵技術進行深入的研究，主要包括：大

2、規(guī)模地形的實時渲染、超大規(guī)模室外場景的實時漫游和可變形物體的實時仿真。 大規(guī)模地形的實時渲染是圖形系統(tǒng)的關鍵模塊。本文基于ROAM算法，提出了一種基于視點的大規(guī)模地形實時渲染算法。該算法將大規(guī)模地形進行分塊，然后用三角形二叉樹表示地形網(wǎng)格，并通過強制分割和強制合并對網(wǎng)格進行實時更新，能充分利用幀與幀之間的連貫性，同時自動避免裂縫。實驗表明該算法有效地提高了ROAM算法的性能，能用于大規(guī)模地形的實時渲染。 超大規(guī)模室外場景

3、包含海量數(shù)據(jù)，無法一次性載入內存進行渲染。為解決這個問題，本文提出了一種基于動態(tài)調度的超大規(guī)模室外場景實時渲染算法。該算法事先對整個場景進行分塊，在實時運行時，根據(jù)視點的位置動態(tài)載入所需的子場景，并通過LOD技術和視錐體剔除對場景進行簡化，以進一步提高效率。該方法使得場景的大小不再受限于內存的大小，能實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速實時渲染，使圖形系統(tǒng)更加強大。 可變形物體的仿真是計算機圖形學的研究難點。本文基于粒子系統(tǒng)和形狀匹配，研究并實現(xiàn)