基于可視編輯的高級(jí)材質(zhì)合成研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、材質(zhì)主要是繪制過程中針對(duì)物體的顏色、紋理、光影效果等屬性的控制，自從可編程圖形管線引入以來，用戶可以自定義各種特殊的光影效果，以及組合出各種復(fù)雜的材質(zhì)。然而由于需要在GPU上編寫著色程序，很多的美工沒有這樣的能力，因此高級(jí)的材質(zhì)在實(shí)際應(yīng)用中也只能束之高閣，或者加重程序員的工作，卻得不到很好的美學(xué)效果。
　　本論文在數(shù)字媒體公共平臺(tái)的項(xiàng)目基礎(chǔ)上，側(cè)重研究基于可視化工作的高級(jí)材質(zhì)合成技術(shù)以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。通過開發(fā)可視化的著色器編輯工具，著

2、色程序直接通過創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)樹自動(dòng)生成，從而降低了高級(jí)材質(zhì)的開發(fā)難度。
　　本文首先系統(tǒng)的分析了可編程渲染管線各個(gè)階段的功能，著色程序的設(shè)計(jì)規(guī)范，以及GPU執(zhí)行效率等方面的知識(shí)，以便設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用高效的材質(zhì)合成系統(tǒng)框架。然后論文深入研究了著色程序片段重組原理，每個(gè)著色程序片段對(duì)應(yīng)一個(gè)表示，根據(jù)著色程序片段的功能差異和表示在實(shí)現(xiàn)過程中的差異性，系統(tǒng)將表示分為以下幾類：數(shù)據(jù)源類型，負(fù)責(zé)著色程序數(shù)據(jù)導(dǎo)入，數(shù)據(jù)可以是紋理元素、矩陣和向量等類型，數(shù)

3、據(jù)源可以通過應(yīng)用程序綁定也可以通過實(shí)時(shí)渲染得到；數(shù)學(xué)運(yùn)算類，這類表示類似數(shù)學(xué)函數(shù)，函數(shù)的調(diào)用規(guī)范和CPU上的規(guī)則類似，函數(shù)的重載根據(jù)輸入端的數(shù)據(jù)類型做出選擇，由系統(tǒng)調(diào)用規(guī)范做出決策；圖形算法固有模塊類，這類表示定義了算法中的通用模塊，通過抽象出材質(zhì)算法中通用的算法單元，比如視差的偏移計(jì)算，浮雕的求視線的精確交點(diǎn)，降低了美工開發(fā)著色程序的難度，同時(shí)也解決了一些無法由運(yùn)算表示組合得到的程序結(jié)構(gòu)，如循環(huán)結(jié)構(gòu)。
　　本文實(shí)現(xiàn)了一套實(shí)用而高