交互式漫游系統(tǒng)中的實時反射與動態(tài)水面渲染.pdf

1、隨著計算機性能的快速提高和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷進步,在通用PC機上實現(xiàn)照片級真實感渲染已成為可能,這促使了虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展。交互式虛擬建筑漫游領(lǐng)域是新興起的一個應(yīng)用領(lǐng)域,不同于傳統(tǒng)的游戲渲染,建筑漫游領(lǐng)域?qū)︿秩镜恼鎸嵏刑岢隽溯^高要求,渲染的場景要接近真實存在的場景,這對光影技術(shù)以及材質(zhì)表現(xiàn)都提出了苛刻要求。
　　 本文在開源引擎Irrlicht的基礎(chǔ)上提出了交互式建筑漫游場景的實現(xiàn)方案,通過離線光照貼圖的計算解決了漫游

2、系統(tǒng)中的光影效果以及材質(zhì)表現(xiàn)。針對Irrlicht引擎的不足本文對引擎做了部分擴展,解決了Irrlicht引擎無法實現(xiàn)的平面反射與動態(tài)水面渲染。
　　 虛擬現(xiàn)實中的反射渲染具有視點相關(guān)特性,且需要考慮場景的全局信息,無法靜態(tài)生成,而GPU渲染流水線中處理的都是局部信息,導(dǎo)致了反射效果的實現(xiàn)難度。對于曲面物體或者是小平面物體可以使用環(huán)境映射的方法進行渲染,然而這種方法不適用于大面積的平面反射。在不考慮多鏡面互反射情況下,本文提出了

3、采用渲染到紋理技術(shù)實時、動態(tài)地生成反射貼圖,通過實時計算斜投影矩陣并修改攝影機參數(shù),動態(tài)地將反射場景投影到反射平面上,解決了實時渲染中大面積平面物體反射景象的繪制。
　　 動態(tài)水面模擬在建筑漫游系統(tǒng)中,尤其是室外場景,顯得尤其重要。Irrlicht引擎中對水面的模擬極其粗糙,僅僅實現(xiàn)了簡單的波動與兩張紋理圖像的融合,難以用于真實感要求較高的場景。本文通過shader語言對GPU編程實現(xiàn)了淺水效果的仿真。采用Gestner波動方程