面向復雜三維場景實時繪制的高效紋理壓縮技術.pdf

1、在復雜三維場景的實時繪制中，實現(xiàn)優(yōu)秀的光照效果是評判繪制質(zhì)量的一個重要標準。當今的高真實感光照通常使用全局光照模型，本文以光子映射算法為例闡述高真實感光照信息的預計算，并介紹預計算光照信息的存儲到紋理技術(Render to Texture技術)，通過該技術可明顯改善復雜三維場景的實時繪制效果。但該技術存在著紋理信息利用率較低的問題，預存儲紋理的大量區(qū)域是未被利用的黑暗區(qū)域。如何去除這些未被利用的黑暗區(qū)域，提高紋理信息的利用率，減少內(nèi)存

2、與顯存的負荷，是復雜三維場景實時繪制需要解決的問題。 傳統(tǒng)的紋理壓縮拼接方法主要有三種：第一種是降低紋理圖片存儲在硬盤時的尺寸，以JPEG2000為代表，其優(yōu)點是能極大地減少硬盤存儲空間的使用量，其局限性則是無論算法如何對圖片進行壓縮，圖片在最終繪制載入內(nèi)存和顯存時的尺寸并不會縮??；第二種是降低紋理圖片在顯存中展開所占用的空間，以S3TC及其后的若干改進算法(DXTC、ATI-3DC等)為代表，其優(yōu)點是節(jié)省了顯存的空間，而其局限

3、性則是過于依賴硬件，如果本機的顯卡不支持該技術，就無法達到壓縮的目的。而且對于光照信息預存儲紋理的浪費部分也無能為力；第三種是簡單若干小幅紋理合并成大幅紋理，通過PHOTOSHOP、3DSMAX等編輯工具能夠?qū)崿F(xiàn)合并功能，其優(yōu)點是能減少顯存換入換出紋理的次數(shù)(即“抖動次數(shù)”)，提高繪制的效率，其局限性則是依然無法消除紋理本身就存在的浪費部分，無法達到節(jié)省內(nèi)存與顯存資源的目的。 為了彌補上述傳統(tǒng)方法的不足，本文分析了紋理拼接壓縮問

4、題與經(jīng)典的裝箱問題之間的相似性，然后研究比較了當前流行的幾種裝箱問題近似算法，最后提出一種針對復雜三維場景光照信息紋理的拼接壓縮方法，并詳細闡述了該方法的五個階段的處理工作。最后通過杭州全城景觀數(shù)字化工程項目的其中三個景觀模型作為復雜三維場景測試數(shù)據(jù)，利用Mental Ray渲染器的光子映射功能進行全局光照預計算，并利用3DS MAX里的Render to Texture功能將光照信息保存為新的紋理。然后應用本文算法對紋理進行拼接壓縮，