大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染若干技術(shù)問(wèn)題研究.pdf

1、大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染的目的就是保證使用者在交互式的幀率下同大場(chǎng)景中的模型對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，并實(shí)時(shí)計(jì)算和動(dòng)態(tài)繪制場(chǎng)景中的角色對(duì)象位姿，隨著場(chǎng)景中視點(diǎn)的改變，畫(huà)面的刷新速度要達(dá)到人眼覺(jué)察不到的閃爍，通常每秒20-30幀，不會(huì)產(chǎn)生跳幀現(xiàn)象或者內(nèi)存被耗盡，出現(xiàn)死機(jī)等現(xiàn)象。目前，隨著數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量和遙感技術(shù)的發(fā)展，獲取海量數(shù)據(jù)已經(jīng)成為可能，由這些海量數(shù)據(jù)構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)大規(guī)模的場(chǎng)景，其中模型就有上萬(wàn)個(gè)甚至幾百萬(wàn)個(gè)多邊形，再加上高分辨率的衛(wèi)星影像圖作為

2、紋理耗費(fèi)了大量的存儲(chǔ)空間，同時(shí)，還有可能需要環(huán)境光照，動(dòng)畫(huà)，聲音效果等特效來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感，如果再對(duì)地理數(shù)據(jù)的屬性特征和位置特征進(jìn)行實(shí)時(shí)再現(xiàn)，即使再高級(jí)的硬件配置也會(huì)顯得力不從心。研究大規(guī)模場(chǎng)景在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)渲染已經(jīng)成為熱門(mén)課題，它在數(shù)字城市的建設(shè)、3D游戲、虛擬戰(zhàn)場(chǎng)、三維地理信息系統(tǒng)發(fā)展等眾多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文在研究虛擬場(chǎng)景渲染的理論和基于軟件的加速技術(shù)基礎(chǔ)上，以Multigen—Creator為建模工具，以V

3、ega為場(chǎng)景的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，在沒(méi)有昂貴的SGI圖形工作站等硬件支持下，運(yùn)用Polymesh算法、對(duì)Polymesh改進(jìn)的Irregular Mesh算法、Delaunay算法以及對(duì)其改進(jìn)的CAT算法對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行地形細(xì)節(jié)層次的生成，通過(guò)對(duì)生成細(xì)節(jié)層次模型的多邊形數(shù)目統(tǒng)計(jì)、誤差分析、計(jì)算速度和適用范圍得出四種算法的優(yōu)缺點(diǎn)；運(yùn)用大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，對(duì)超出圖形硬件生成能力的大規(guī)模場(chǎng)景模型進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和調(diào)度，既降低了場(chǎng)景中多邊形的數(shù)目，提高了渲染