GPU加速的實(shí)時(shí)三維海洋漫游系統(tǒng).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠逼真地模擬真實(shí)場(chǎng)景，與其他信息載體相比具有直觀、具體、生動(dòng)、信息量大、具有實(shí)時(shí)性和交互性等許多顯著優(yōu)點(diǎn)，它能提供給參與者真實(shí)的體驗(yàn)和逼真的感受，這些優(yōu)點(diǎn)使得一些在現(xiàn)實(shí)中不能實(shí)現(xiàn)、不易實(shí)現(xiàn)或受外界影響很大的行為成為可能，如昂貴易損設(shè)備的操作培訓(xùn)、深海漫游和太空探索等。因此，各種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究和應(yīng)用一直吸引著國內(nèi)外廣大的科技人員的關(guān)注。 近年來，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的蓬勃發(fā)展和個(gè)人電腦的迅速普及，運(yùn)行于PC上的桌

2、面式虛擬現(xiàn)實(shí)(非沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)獲得了越來越多的生命力和更加廣泛的滲透力。作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要分支，桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由最初的航空航天、軍事等高端專業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域拓展到了電子商務(wù)、娛樂、影視、教育等非專業(yè)化的日常應(yīng)用領(lǐng)域，為人們的日常生活帶來了迅捷和便利。 桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有很多優(yōu)越性，例如：成本低廉，易于操作，便于維護(hù)，普及度高。但是，由于PC仍然相對(duì)有限的性能，畫面的逼真美觀、交互的實(shí)時(shí)以及運(yùn)行流暢性之

3、間的矛盾一直是有待研究和解決的問題。 針對(duì)目前桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)普遍存在的問題和難點(diǎn)，本文借助“虛擬海洋漫游系統(tǒng)”項(xiàng)目，對(duì)比較大型的桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中畫面質(zhì)量與性能的矛盾作了研究和探討。系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，將碰撞檢測(cè)和鼠標(biāo)拾取交由CPU處理，將三維角色以及自然景觀的實(shí)時(shí)繪制交由GPU進(jìn)行加速處理；技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，對(duì)自然特效的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了適當(dāng)優(yōu)化，利用VertexShader和PixelShader(基于GPU的編程)強(qiáng)大高效的圖