3D實(shí)時(shí)渲染技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、在過(guò)去的三十年中。3D計(jì)算機(jī)圖形學(xué)得到了迅速的發(fā)展，特別是近些年來(lái)，在GPU半導(dǎo)體工藝和各種3D應(yīng)用的推動(dòng)下，圖形學(xué)中的一個(gè)重要分支一實(shí)時(shí)圖形學(xué)發(fā)展尤為迅速。實(shí)時(shí)性已經(jīng)成為3D圖形應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)之一。 實(shí)時(shí)圖形學(xué)中所謂的3D實(shí)時(shí)渲染有兩個(gè)重要特點(diǎn)，即渲染的實(shí)時(shí)性和渲染結(jié)果的真實(shí)性。盡管現(xiàn)在的GPU已經(jīng)可以渲染每秒數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的多邊形數(shù)據(jù)，但在復(fù)雜場(chǎng)景環(huán)境下，若不采用一套合理高效的加速算法，仍將無(wú)法滿足實(shí)時(shí)性的要求。

2、 本文對(duì)3D實(shí)時(shí)渲染技術(shù)進(jìn)行深入的討論和研究，并結(jié)合作者在實(shí)踐工作中從事的3D游戲世界編輯器的開(kāi)發(fā)工作，針對(duì)其中的一些要點(diǎn)，給出具體的工程應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)用方法和結(jié)果。 文章以如何滿足3D實(shí)時(shí)渲染的兩個(gè)特性作為出發(fā)點(diǎn)，分析了3D圖形軟硬件的特點(diǎn)及渲染管線過(guò)程，系統(tǒng)的提出了一套處理方案。 采用高效的可見(jiàn)性算法的前提就是需要建立一套合理的場(chǎng)景組織和管理方法。BSP樹(shù)和八叉樹(shù)方法是近年來(lái)最流行的兩種場(chǎng)景管理方法。在傳統(tǒng)應(yīng)用中，BS

3、P樹(shù)與八叉樹(shù)主要用于可見(jiàn)性裁減和碰撞檢測(cè)，但它們兩者的特點(diǎn)決定了其還具有多種其他的應(yīng)用，文中我們提出了基于BSP的陰影生成算法和光線跟蹤算法以及基于八叉樹(shù)的體繪制方法。 通常渲染效率和渲染質(zhì)量?jī)烧咧g是互為矛盾的，一味地追求渲染效率或渲染質(zhì)量往往都不會(huì)得到令人滿意的渲染效果?；趫D像的渲染技術(shù)(IBR)就是為了使得兩者達(dá)到平衡，IBR能夠高效的實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量畫(huà)面效果，文中我們提出了一種采用IBR技術(shù)來(lái)渲染大規(guī)模森林場(chǎng)景的方法。

4、 除了一些專(zhuān)業(yè)的高效圖形算法之外，文中我們還提出了一種檢測(cè)GPU性能瓶頸的方法，以及從程序開(kāi)發(fā)層面出發(fā)，研究如何提高程序效率。 開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)圖形系統(tǒng)需要將各種3D實(shí)時(shí)渲染技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用，不同的場(chǎng)景，所需要用到的方法也不盡相同。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展與研究，圖形學(xué)中各類(lèi)算法都已經(jīng)比較成熟和穩(wěn)定，關(guān)鍵點(diǎn)在于策略的制定和實(shí)施。 總之，作者希望對(duì)于那些將來(lái)或正在從事實(shí)時(shí)圖形學(xué)工程領(lǐng)域工作的讀者，通過(guò)閱讀本文，可以深刻理解和掌握3D實(shí)時(shí)渲