基于OpenGL的大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染技術(shù)的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在最近幾年發(fā)展迅速，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及到醫(yī)療、軍事、制造等行業(yè)。三維動(dòng)畫渲染技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心之一。渲染是三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的最重要的研究課題之一，并且在實(shí)踐領(lǐng)域與其它技術(shù)密切相關(guān)。在圖形流水線中渲染是最后一項(xiàng)重要步驟，通過(guò)它得到模型與動(dòng)畫最終顯示效果。自從二十世紀(jì)七十年代以來(lái)隨著計(jì)算機(jī)圖形的不斷復(fù)雜化，渲染也越來(lái)越成為一項(xiàng)重要的技術(shù)。
　　 本文以華中科技大學(xué)電信系與廣東科學(xué)中心合作的重點(diǎn)項(xiàng)目中的子項(xiàng)目——“捕捉

2、文字蟲”為課題背景，對(duì)于如何提高實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫渲染效率進(jìn)行了深入的研究，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出一些有效的大規(guī)模場(chǎng)景渲染技術(shù)并結(jié)合OpenGL 編程實(shí)現(xiàn)。本文首先介紹了相關(guān)的理論基礎(chǔ)，包括3D 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、OpenGL圖形編程和基于GPU的圖形編程技術(shù)，然后給出了整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計(jì)和場(chǎng)景動(dòng)畫渲染模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)。接著討論了場(chǎng)景動(dòng)畫渲染模塊的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文實(shí)現(xiàn)了基于顯示列表的靜態(tài)物體顯示，并設(shè)計(jì)了靜態(tài)物體模型中非模型頂點(diǎn)處的法向

3、矢量和海拔高度的計(jì)算算法；還設(shè)計(jì)了基于GPU 頂點(diǎn)運(yùn)算能力的大規(guī)模波動(dòng)草葉動(dòng)畫渲染程序，分擔(dān)了CPU運(yùn)算負(fù)擔(dān)，有效提高了渲染效率；提出了基于GPU 片元運(yùn)算能力的靜態(tài)陰影蒙圖技術(shù)，在保證渲染效率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了較好的靜態(tài)物體陰影效果；利用LOD的思想，設(shè)計(jì)了大規(guī)模波動(dòng)草葉動(dòng)畫的LOD算法，在對(duì)動(dòng)畫效果影響較小的基礎(chǔ)上，大大提高了渲染效率。
　　 這些渲染技術(shù)都已用OpenGL 編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果證明達(dá)到了較好的動(dòng)畫視覺(jué)效果和