實時陰影生成技術(shù)研究.pdf

1、真實感圖形繪制是圖形技術(shù)研究的重要內(nèi)容。它利用計算機模擬現(xiàn)實世界，給人帶來逼真的視覺享受。要達到真實感圖形，陰影顯然是不可或缺的部分。因為陰影能大幅提升圖形的真實感，并提供重要的視覺線索。因此，陰影繪制技術(shù)是當前圖形技術(shù)研究的熱點。
　　本文研究了實時陰影繪制技術(shù)，主要做了三個方面的工作：
　　首先，論文介紹陰影繪制的基本理論。綜述了陰影技術(shù)的研究現(xiàn)狀并介紹了陰影的基本理論：包括闡述陰影的數(shù)學定義，推導(dǎo)陰影計算公式，分析陰影

2、的結(jié)構(gòu)和分類等。之后介紹了GPU編程基礎(chǔ)知識，包括GPU的發(fā)展史，渲染管線和渲染語言等。
　　其次，論文分析重要的陰影算法。著重分析了陰影的兩類基本實現(xiàn)技術(shù)，陰影映射和陰影體，并比較了兩類算法優(yōu)缺點。接著介紹了偽軟陰影技術(shù)，因為這是目前實時陰影繪制的主要實現(xiàn)方式。百分比濾波技術(shù)實現(xiàn)簡單，應(yīng)用最廣。方差陰影圖技術(shù)，卷積陰影圖技術(shù)，指數(shù)陰影圖技術(shù)都支持預(yù)濾波處理，速度較快，但由于算法不成熟，存在漏光等缺陷。之后簡介軟陰影技術(shù)，包括百分

3、比濾波軟陰影技術(shù)和逆向映射技術(shù)。
　　最后，論文實現(xiàn)了一種改進的偽陰影算法。先實現(xiàn)了百分比濾波算法，分層陰影圖算法和深度映射技術(shù)。然后提出改進算法，一種基于百分比濾波內(nèi)核的實時陰影算法。它主要在濾波階段用分層陰影圖加速，在深度測試階段用深度陰影映射抑制自陰影。它克服了百分比濾波算法的不足，抑制了自陰影的形成。接著通過算法設(shè)計，在PC平臺上實現(xiàn)改進的算法。通過實驗對比，發(fā)現(xiàn)改進后的偽軟陰影算法在渲染速度，渲染質(zhì)量和穩(wěn)定性上都取得了較