3D實時渲染技術的研究與應用.pdf

1、在過去的三十年中。3D計算機圖形學得到了迅速的發(fā)展，特別是近些年來，在GPU半導體工藝和各種3D應用的推動下，圖形學中的一個重要分支一實時圖形學發(fā)展尤為迅速。實時性已經成為3D圖形應用系統的一個重要指標之一。 實時圖形學中所謂的3D實時渲染有兩個重要特點，即渲染的實時性和渲染結果的真實性。盡管現在的GPU已經可以渲染每秒數以千萬計的多邊形數據，但在復雜場景環(huán)境下，若不采用一套合理高效的加速算法，仍將無法滿足實時性的要求。

2、 本文對3D實時渲染技術進行深入的討論和研究，并結合作者在實踐工作中從事的3D游戲世界編輯器的開發(fā)工作，針對其中的一些要點，給出具體的工程應用場合，應用方法和結果。 文章以如何滿足3D實時渲染的兩個特性作為出發(fā)點，分析了3D圖形軟硬件的特點及渲染管線過程，系統的提出了一套處理方案。 采用高效的可見性算法的前提就是需要建立一套合理的場景組織和管理方法。BSP樹和八叉樹方法是近年來最流行的兩種場景管理方法。在傳統應用中，BS

3、P樹與八叉樹主要用于可見性裁減和碰撞檢測，但它們兩者的特點決定了其還具有多種其他的應用，文中我們提出了基于BSP的陰影生成算法和光線跟蹤算法以及基于八叉樹的體繪制方法。 通常渲染效率和渲染質量兩者之間是互為矛盾的，一味地追求渲染效率或渲染質量往往都不會得到令人滿意的渲染效果?；趫D像的渲染技術(IBR)就是為了使得兩者達到平衡，IBR能夠高效的實現高質量畫面效果，文中我們提出了一種采用IBR技術來渲染大規(guī)模森林場景的方法。

4、 除了一些專業(yè)的高效圖形算法之外，文中我們還提出了一種檢測GPU性能瓶頸的方法，以及從程序開發(fā)層面出發(fā)，研究如何提高程序效率。 開發(fā)實時圖形系統需要將各種3D實時渲染技術結合起來使用，不同的場景，所需要用到的方法也不盡相同。經過長期的發(fā)展與研究，圖形學中各類算法都已經比較成熟和穩(wěn)定，關鍵點在于策略的制定和實施。 總之，作者希望對于那些將來或正在從事實時圖形學工程領域工作的讀者，通過閱讀本文，可以深刻理解和掌握3D實時渲