GPU加速的實時三維海洋漫游系統(tǒng).pdf

1、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能夠逼真地模擬真實場景，與其他信息載體相比具有直觀、具體、生動、信息量大、具有實時性和交互性等許多顯著優(yōu)點，它能提供給參與者真實的體驗和逼真的感受，這些優(yōu)點使得一些在現(xiàn)實中不能實現(xiàn)、不易實現(xiàn)或受外界影響很大的行為成為可能，如昂貴易損設(shè)備的操作培訓(xùn)、深海漫游和太空探索等。因此，各種虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研究和應(yīng)用一直吸引著國內(nèi)外廣大的科技人員的關(guān)注。 近年來，隨著計算機軟硬件技術(shù)的蓬勃發(fā)展和個人電腦的迅速普及，運行于PC上的桌

2、面式虛擬現(xiàn)實(非沉浸式虛擬現(xiàn)實)技術(shù)獲得了越來越多的生命力和更加廣泛的滲透力。作為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一個重要分支，桌面式虛擬現(xiàn)實將虛擬現(xiàn)實技術(shù)由最初的航空航天、軍事等高端專業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域拓展到了電子商務(wù)、娛樂、影視、教育等非專業(yè)化的日常應(yīng)用領(lǐng)域，為人們的日常生活帶來了迅捷和便利。 桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有很多優(yōu)越性，例如：成本低廉，易于操作，便于維護，普及度高。但是，由于PC仍然相對有限的性能，畫面的逼真美觀、交互的實時以及運行流暢性之

3、間的矛盾一直是有待研究和解決的問題。 針對目前桌面式虛擬現(xiàn)實普遍存在的問題和難點，本文借助“虛擬海洋漫游系統(tǒng)”項目，對比較大型的桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)中畫面質(zhì)量與性能的矛盾作了研究和探討。系統(tǒng)設(shè)計上，將碰撞檢測和鼠標拾取交由CPU處理，將三維角色以及自然景觀的實時繪制交由GPU進行加速處理；技術(shù)實現(xiàn)上，對自然特效的數(shù)學(xué)模型進行了適當優(yōu)化，利用VertexShader和PixelShader(基于GPU的編程)強大高效的圖