基于OpenGL的大規(guī)模場景實時渲染技術(shù)的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(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)。三維動畫渲染技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的核心之一。渲染是三維計算機圖形學中的最重要的研究課題之一，并且在實踐領(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重要步驟，通過它得到模型與動畫最終顯示效果。自從二十世紀七十年代以來隨著計算機圖形的不斷復雜化，渲染也越來越成為一項重要的技術(shù)。
　　 本文以華中科技大學電信系與廣東科學中心合作的重點項目中的子項目——“捕捉

2、文字蟲”為課題背景，對于如何提高實時三維動畫渲染效率進行了深入的研究，在實踐的基礎(chǔ)上總結(jié)出一些有效的大規(guī)模場景渲染技術(shù)并結(jié)合OpenGL 編程實現(xiàn)。本文首先介紹了相關(guān)的理論基礎(chǔ)，包括3D 計算機圖形學、OpenGL圖形編程和基于GPU的圖形編程技術(shù)，然后給出了整個系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計和場景動畫渲染模塊的詳細設(shè)計。接著討論了場景動畫渲染模塊的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文實現(xiàn)了基于顯示列表的靜態(tài)物體顯示，并設(shè)計了靜態(tài)物體模型中非模型頂點處的法向

3、矢量和海拔高度的計算算法；還設(shè)計了基于GPU 頂點運算能力的大規(guī)模波動草葉動畫渲染程序，分擔了CPU運算負擔，有效提高了渲染效率；提出了基于GPU 片元運算能力的靜態(tài)陰影蒙圖技術(shù)，在保證渲染效率的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了較好的靜態(tài)物體陰影效果；利用LOD的思想，設(shè)計了大規(guī)模波動草葉動畫的LOD算法，在對動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 編程實現(xiàn)，實驗測試結(jié)果證明達到了較好的動畫視覺效果和