基于GPU的Shader實(shí)時(shí)折射和焦散效果的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真，自誕生之日起就備受關(guān)注和應(yīng)用，而對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的光影效果的仿真可謂是其中的一個(gè)重點(diǎn)，因?yàn)橛泄?，?chǎng)景就會(huì)顯得豐富。對(duì)虛擬場(chǎng)景中的光影渲染一般采用兩種方式，即光線跟蹤算法和紋理貼圖處理。光線跟蹤算法早期是在CPU上來(lái)運(yùn)行的，效率較低，隨著GPU的可編程的實(shí)現(xiàn)，出現(xiàn)了很多基于GPU的光線跟蹤算法。這種方法渲染的光影效果真實(shí)感強(qiáng)，但由于GPU的性能限制，實(shí)時(shí)性一般都較差，如果應(yīng)用到大型的虛擬場(chǎng)景中，場(chǎng)景的渲染會(huì)顯得不流暢。本文主要

2、采用紋理貼圖技術(shù)，利用GPU的可編程處理，對(duì)虛擬場(chǎng)景中的折射和焦散現(xiàn)象進(jìn)行了仿真研究，并且對(duì)仿真效果進(jìn)行了實(shí)時(shí)渲染。
　　 （1）對(duì)GPU的發(fā)展及Shader相關(guān)概念做引入介紹，了解了國(guó)內(nèi)外對(duì)光影效果仿真的現(xiàn)狀，并以此作為本研究一個(gè)理論基礎(chǔ)，開(kāi)展本研究的各項(xiàng)工作。
　　 （2）深入研究了GPU的圖形繪制流水線，對(duì)其傳統(tǒng)繪制流水線中的各環(huán)節(jié)做了深入的分析介紹，深入研究GPU頂點(diǎn)可編程單元和像素可編程單元，及GPU的兩個(gè)計(jì)算

3、體系，并以此作為本研究程序開(kāi)發(fā)的主要流程依據(jù)。
　　 （3）討論并研究圖形繪制中的紋理貼圖技術(shù)。深入研究了紋理混合技術(shù)，立方體貼圖技術(shù)，并以此解決了場(chǎng)景仿真過(guò)程中背景繪制，焦散效果的模擬，及場(chǎng)景中相關(guān)動(dòng)態(tài)顯示的處理。
　　 （4）在研究最后，基于VS2003平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用GPU的可編程性及紋理技術(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)模擬虛擬場(chǎng)景中的折射和焦散效果的仿真渲染。場(chǎng)景渲染效果的實(shí)時(shí)性較高，滿足一定交互操作處理能力，圖形繪制幀率高，而且真實(shí)