基于高級渲染器Renderman的水流材質(zhì)系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著計算機硬件和多媒體技術(shù)的發(fā)展，計算機三維動畫的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用程度在不斷提高，在軍事仿真、建筑景觀設(shè)計、虛擬現(xiàn)實、醫(yī)療衛(wèi)生、娛樂和教育等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 在三維動畫制作過程中，材質(zhì)(shader)是視性屬性的綜合體現(xiàn)，是表現(xiàn)視覺藝術(shù)效果的關(guān)鍵之一。但是主流計算機三維動畫軟件，例如Maya、3dmax等存在著局限性，這主要是由于它們大眾軟件缺乏針對性特性決定的，例如渲染速度局限性和沒有針對專門動畫片特別設(shè)計，三維模型表面

2、的材質(zhì)種類單一，可交互性差，可控參數(shù)的數(shù)量和種類少，因此，在第三方渲染器中設(shè)計新的材質(zhì)以提高渲染速度和效益有很重要的意義。 Renderman是一款在好萊塢的動畫片中廣泛應(yīng)用，技術(shù)成熟并提供接口擴展的一流渲染器。本文通過對Renderman的Rsl(Renderman Shading Lanuage)技術(shù)研究，結(jié)合物理學、圖形學、數(shù)學和計算機編程等多個領(lǐng)域的研究，設(shè)計一個基于Renderman的包含海水、湖水、溪水和泳池水的水流

3、材質(zhì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合Maya等三維設(shè)計軟件應(yīng)用于三維動畫制作，有很廣闊的應(yīng)用前景。 論文詳細介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計方案與各子模塊的開發(fā)過程，包括海水模塊、湖水模塊、溪水模塊和泳池水模塊。各個模塊都采用軟件技術(shù)實現(xiàn)，采用Rsl、隨機過程理論和圖形學等技術(shù)，在硬件方面要求低，不需要對現(xiàn)有的硬件多任何的投資。因此，系統(tǒng)成本低、速度快。根據(jù)該設(shè)計方案，本論文完成了該系統(tǒng)的開發(fā)工作，實現(xiàn)了包含海水、湖水、溪水和泳池水的水流材質(zhì)系統(tǒng)。試驗證明有