基于最新圖形處理器的圖形引擎技術(shù)研究.pdf

1、本論文來源于“分布式、智能化虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)”課題。該訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)三維仿真視景的真實(shí)性和實(shí)時(shí)性都有很高的要求。而傳統(tǒng)的仿真引擎Vega，Vtree存在著效率低，缺乏靈活性等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。針對(duì)這種問題，本論文以三維圖形管線處理過程為線索，對(duì)基于最新可編程圖形處理器的圖形引擎技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新性成果包括： 1.在圖形管線的應(yīng)用程序階段，本文成功的采用BSP樹組織空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)量場(chǎng)景的視錐裁減

2、技術(shù)，從而解決了大數(shù)據(jù)量場(chǎng)景實(shí)時(shí)繪制問題。并且本文還利用了圖形處理器中最新的一個(gè)特性——instance技術(shù)，對(duì)三維場(chǎng)景中大量具有相同幾何特性的物體的繪制進(jìn)行了加速。這些策略，具有一定的創(chuàng)新性和工程參考價(jià)值。 2.在圖形管線的幾何處理階段，論文對(duì)視景仿真中最為重要的三維地形快速繪制算法和海洋仿真算法做了深入的研究。提出了一種新的基于透視投影自適應(yīng)網(wǎng)格及頂點(diǎn)紋理特性的大規(guī)模地形繪制算法，與傳統(tǒng)算法相比，該算法大大的降低中央處理器的

3、負(fù)擔(dān)，具有更大的地形數(shù)據(jù)吞吐量和更加穩(wěn)定的幀速率。而在海水仿真研究中，對(duì)JerryTessendorf經(jīng)典的基于2維FFT算法作了改進(jìn)的算法工作，提出了分頻率處理的思想，大大地減小了原有算法的運(yùn)算量。 3.在圖形管線的光柵化處理階段，本文對(duì)實(shí)時(shí)光照技術(shù)和紋理技術(shù)進(jìn)行了具體的研究。使用頂點(diǎn)著色器和像素著色器實(shí)現(xiàn)了多種能夠極大的增強(qiáng)圖形真實(shí)性效果的算法。并且本論文還創(chuàng)造性的提出了廣義材質(zhì)庫的概念，這種廣義材質(zhì)能給使用圖形引擎開發(fā)人員