群體動畫實時渲染技術(shù)的研究.pdf

1、近年來，群體動畫技術(shù)在多個領域中得到了廣泛的應用。但是，以當前的計算機硬件繪制能力來說，如果采用直接繪制的方法，則很難實現(xiàn)數(shù)量龐大的群體動畫的實時渲染。因此，人們更加重視群體動畫實時渲染技術(shù)的研究，使得這一領域成為極富挑戰(zhàn)性的研究課題。本文研究群體動畫實時渲染技術(shù)，重點提高群體渲染的速率。本文對基于CPU的矩陣調(diào)色板蒙皮技術(shù)(Skinning)、混合層次細節(jié)(LevelOfDetail，LOD)和替代物(Impostors)的群體動畫渲

2、染技術(shù)以及基于GPU的實例化(Instancing)群體動畫渲染技術(shù)進行了比較深入的研究。 群體動畫的渲染實際上是由單個動畫角色的渲染組成的。對于單個動畫角色的渲染，在應用程序是GPU受限時，將優(yōu)化工作交給CPU，會取得非常不錯的優(yōu)化效果。本文使用Intel處理器上的流式SIMD擴展(SSE)，在CPU上對群體動畫中常用的矩陣調(diào)色板蒙皮動畫技術(shù)進行了優(yōu)化。實驗表明，使用基于CPU的群體動畫渲染技術(shù)，在角色頂點受多個骨骼權(quán)重影響時

3、，具有非常好的性能提升。同時，本文還研究了一種通用的針對復雜網(wǎng)格模型的優(yōu)化方法。 三維復雜場景實時渲染技術(shù)的研究課題很多，但是大多都是局限于靜態(tài)場景對象。針對群體動畫實時渲染，本文結(jié)合了LOD和基于圖像渲染的Impostors技術(shù)，根據(jù)虛擬角色在最后屏幕中的細節(jié)信息來選擇恰當?shù)慕巧硎荆胶饬嘶趫D像的渲染方法在渲染質(zhì)量上的不足和幾何渲染方法在效率上的缺陷，有效地提升了群體動畫的渲染效率。實驗結(jié)果表明，該方法可以用較小的渲染代價

4、獲得較高的渲染質(zhì)量，滿足實時渲染的要求。 圖形硬件加速器的不斷發(fā)展給實時群體動畫的廣泛應用帶來了新的機會。本文針對群體動畫渲染中，大多數(shù)動畫角色的模型完全相同的特點，從減少繪制調(diào)用與狀態(tài)改變的次數(shù)，降低對內(nèi)存存儲的需求著手，提出了基于GPU中實例化技術(shù)的群體動畫實時渲染算法。實驗表明，當使用實例化技術(shù)渲染這類群體動畫時，隨著角色數(shù)量的不斷增加，渲染性能將明顯得到提高，平均幀率比逐個角色單獨渲染時高出40％以上。 最后本文