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![3D引擎中大規(guī)模海面實時渲染及場景管理研究與實現(xiàn).pdf_第1頁](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/16/16/36aea03d-7349-4023-856f-e83e93a29eb1/36aea03d-7349-4023-856f-e83e93a29eb11.gif)
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文檔簡介
1、隨著計算機軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展,三維圖形引擎技術(shù)逐漸成為計算機圖形學的主要研究內(nèi)容之一。它在虛擬現(xiàn)實、數(shù)字城市、影視廣告、計算機輔助設計和科學計算可視化等各個方面都發(fā)揮著巨大的作用。用計算機模擬自然界的各種自然現(xiàn)象是三維圖形引擎中的關(guān)鍵技術(shù)。自然景物有著形態(tài)復雜,隨機變化等特點,難以用確定的數(shù)學模型來表達和研究。與模擬火焰、云、山脈和雨水等自然現(xiàn)象相比,海面以其復雜的運動規(guī)則和光學特性使得對海面的模擬更加具有挑戰(zhàn)性。 對此,本文
2、從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀出發(fā),對海面的幾何建模和光學建模進行深入研究,并在海面網(wǎng)格生成技術(shù)和大規(guī)模海面的場景管理上進行改進。從而給出大規(guī)模海面實時渲染的步驟和大規(guī)模海面場景管理的優(yōu)化算法。 在海面的幾何建模方面,以現(xiàn)有的投影網(wǎng)格LOD算法為出發(fā)點,構(gòu)造出限制采樣精度的投影網(wǎng)格,此方法改進了舊的投影網(wǎng)格算法在視點離水面較近時采樣頻率陡增,采樣點過密而導致水面網(wǎng)格不平滑的現(xiàn)象,能很好地與快速傅立葉變換(FFT)算法生成的水面相結(jié)合。同時該
3、算法也在一定程度下減少了投影網(wǎng)格的三角形面片數(shù),提高了渲染效率。 在海面高度場的生成方面,本文對各種文獻資料進行深入分析研究之后,運用海洋統(tǒng)計學公式模擬出復雜的海面起伏的效果。并且這種統(tǒng)計海波算法可以表示為FFT的形式。因此,采用這種算法,可以快速的將各種不同頻率的波混合疊加在一起,產(chǎn)生具有更加復雜行為的波,這樣就可以模擬出非常逼真的海面效果。 在光學建模方面,本文改進了HDR算法和基于紋理動畫的Normal Mappi
4、ng算法,并提出了將多種光學效果融合的計算公式,提高了海面的光效真實感。 在大規(guī)模海面場景的管理方面,通過對渲染流程的改進,實現(xiàn)了對海面場景管理的特殊性要求。可以對海面、海底場景進行正確的裁減,減少不必要的渲染,提高渲染速度。 此外,通過在原創(chuàng)的三維圖形引擎中將上述算法實現(xiàn),得到了相應的實驗結(jié)果。應用證明上述算法很好地滿足了虛擬海面的實時漫游的需要。 最后,對海面實時渲染的算法進行小結(jié),并提出了改進建議以及進一步
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