基于GPU的Shader實時折射和焦散效果的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實的仿真，自誕生之日起就備受關注和應用，而對現(xiàn)實世界中的光影效果的仿真可謂是其中的一個重點，因為有光，場景就會顯得豐富。對虛擬場景中的光影渲染一般采用兩種方式，即光線跟蹤算法和紋理貼圖處理。光線跟蹤算法早期是在CPU上來運行的，效率較低，隨著GPU的可編程的實現(xiàn)，出現(xiàn)了很多基于GPU的光線跟蹤算法。這種方法渲染的光影效果真實感強，但由于GPU的性能限制，實時性一般都較差，如果應用到大型的虛擬場景中，場景的渲染會顯得不流暢。本文主要

2、采用紋理貼圖技術，利用GPU的可編程處理，對虛擬場景中的折射和焦散現(xiàn)象進行了仿真研究，并且對仿真效果進行了實時渲染。
　　 （1）對GPU的發(fā)展及Shader相關概念做引入介紹，了解了國內(nèi)外對光影效果仿真的現(xiàn)狀，并以此作為本研究一個理論基礎，開展本研究的各項工作。
　　 （2）深入研究了GPU的圖形繪制流水線，對其傳統(tǒng)繪制流水線中的各環(huán)節(jié)做了深入的分析介紹，深入研究GPU頂點可編程單元和像素可編程單元，及GPU的兩個計算

3、體系，并以此作為本研究程序開發(fā)的主要流程依據(jù)。
　　 （3）討論并研究圖形繪制中的紋理貼圖技術。深入研究了紋理混合技術，立方體貼圖技術，并以此解決了場景仿真過程中背景繪制，焦散效果的模擬，及場景中相關動態(tài)顯示的處理。
　　 （4）在研究最后，基于VS2003平臺，實現(xiàn)了應用GPU的可編程性及紋理技術來動態(tài)模擬虛擬場景中的折射和焦散效果的仿真渲染。場景渲染效果的實時性較高，滿足一定交互操作處理能力，圖形繪制幀率高，而且真實