三維引擎技術(shù)研究.pdf

1、三維圖形技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)、實(shí)時(shí)仿真以及交互三維設(shè)計(jì)等許多重要應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。由于三維圖形技術(shù)涉及到許多算法和專業(yè)知識(shí)，要快速的開發(fā)三維應(yīng)用程序是有一定困難的，因此三維引擎(三維程序核心)的研究就有很大的意義。三維引擎封裝了底層操作，提供程序開發(fā)人員一個(gè)簡(jiǎn)易清晰的程序框架，可以極大的提高應(yīng)用程序開發(fā)的效率。本文通過一個(gè)三維引擎SE(SmallEngine)的具體實(shí)現(xiàn)，研究了三維引擎設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵技術(shù)，著重研究了架構(gòu)設(shè)計(jì)、場(chǎng)景管理和碰撞檢測(cè)這

2、些方面，并將其應(yīng)用到三維場(chǎng)景漫游程序中，取得了較好的效果。 本文主要論述了以下幾方面的內(nèi)容：1.復(fù)雜場(chǎng)景的可視性處理技術(shù)和碰撞檢測(cè)技術(shù)是當(dāng)前三維引擎研究的核心通用技術(shù)，本文對(duì)這些技術(shù)發(fā)展作了全面的綜述，并對(duì)各種不同的技術(shù)方法進(jìn)行分類總結(jié)，分析比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 2.分析三維引擎的設(shè)計(jì)規(guī)劃。經(jīng)過對(duì)三維引擎的運(yùn)用過程的分析，將三維引擎的設(shè)計(jì)規(guī)劃為三個(gè)階段：靜態(tài)構(gòu)造階段、動(dòng)態(tài)運(yùn)行階段和軟體設(shè)計(jì)階段。在靜態(tài)構(gòu)造階段，采用BSP

3、構(gòu)造器對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)，并結(jié)合入口技術(shù)建立潛在可視集合PVS。在實(shí)時(shí)運(yùn)行階段，處理視見約束體的選取、照相機(jī)控制、碰撞檢測(cè)和反彈等問題，分析了如何高效的渲染場(chǎng)景和執(zhí)行仿真。在軟體設(shè)計(jì)階段，提出以插件為主的二次開發(fā)方式。3.針對(duì)一些三維引擎設(shè)計(jì)層次不明、模塊劃分不合理以及對(duì)于系統(tǒng)的重構(gòu)和復(fù)用考慮不足等問題，本文提出了一種四層的三維引擎系統(tǒng)架構(gòu)。這種架構(gòu)的第一層是用戶接口底層；二層是引擎核心模塊；三層是工具和支持模塊；底層是系統(tǒng)模塊，包