基于iOS的3D水墨渲染引擎研究與實現(xiàn)_16366.pdf

1、申請上海交通大學工程碩士專業(yè)學位論文基于基于iOSiOS的3D3D水墨渲染水墨渲染引擎引擎研究研究與實現(xiàn)與實現(xiàn)院系：系：計算機科學與工程系工程領(lǐng)域：工程領(lǐng)域：計算機技術(shù)導師Ⅰ：盛斌導師Ⅱ：王振鑫工程碩士生工程碩士生：袁嘉貝學號：號：1090332046上海交通大學電子信息與電氣工程學院上海交通大學電子信息與電氣工程學院202013年1111月上海交通大學工程碩士學位論文摘要I基于基于iOSiOS的3D3D水墨水墨渲染渲染引擎引擎研究研究

2、與實現(xiàn)與實現(xiàn)摘要近年來，各種移動終端的軟硬件飛速發(fā)展。一方面，移動設(shè)備革新了人機交互的界面，帶來了基于觸摸屏的多點觸控等新的操作方式；另一方面，由于應(yīng)用程序商店平臺的迅速推廣，傳統(tǒng)的PC程序向移動終端轉(zhuǎn)化。針對水墨渲染研究沒有一個穩(wěn)定的軟硬件環(huán)境的現(xiàn)實，利用移動平臺構(gòu)造一個整體解決方案是十分必要的。在分析水墨畫特點的基礎(chǔ)上，本文深入研究目前水墨渲染取得的成果，詳細的論述了利用iOS設(shè)備進行2D和3D兩方面呈現(xiàn)水墨效果的方法。在2D方面，

3、利用了iOS設(shè)備的觸摸特性來模擬傳統(tǒng)毛筆的繪制，并且在快速繪制算法和使用紋理加強水墨效果方面進行了探索。在3D方面，利用了iOS設(shè)備和操作系統(tǒng)所支持的OpenGLES2.0可編程管線來進行形體的水墨渲染。在前述研究基礎(chǔ)上，本文提出了3D水墨渲染引擎的概念，給出了整個引擎的設(shè)計架構(gòu)，完成了引擎的系統(tǒng)接口層、輸入控制、渲染器、數(shù)學模塊和系統(tǒng)工具等模塊的實現(xiàn)。引擎在輸入控制模塊中封裝了觸摸操作，在渲染器模塊中提供了3D幾何形體導入、紋理處理和

4、著色器系統(tǒng)等核心功能，這些都為水墨渲染應(yīng)用程序的編寫提供了便利條件。本文利用已實現(xiàn)引擎的組件，完成了iOS平臺的實驗，達到了水墨渲染的基本要求。3D水墨渲染引擎研究工作的意義在于，第一使用iOS移動平臺，擴展了一直以來研究只局限于PCWindows平臺的現(xiàn)實；第二通過設(shè)計實現(xiàn)完整的3D水墨渲染引擎，兼顧了2D繪制和3D直接渲染兩方面內(nèi)容，為水墨渲染研究提供了高效、通用且可復用的方案；第三在廣受歡迎的iOS平臺上，利用引擎開發(fā)的水墨應(yīng)用程