本文關(guān)鍵詞： 真實(shí)感圖形學(xué) 硬件加速 戶外景物　出處：《電子科技大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：真實(shí)感圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，它的基本要求就是在計(jì)算機(jī)中生成三維場(chǎng)景的真實(shí)感圖形或圖像。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，真實(shí)感圖形學(xué)在我們的日常工作、學(xué)習(xí)中已經(jīng)有了越來(lái)越多的應(yīng)用，特別是在廣告設(shè)計(jì)制作、三維游戲制作領(lǐng)域，以真實(shí)感圖形學(xué)原理為指導(dǎo)的圖形制作已經(jīng)成為運(yùn)用最廣泛的技術(shù)。 而支持可編程渲染管線顯卡的問(wèn)世，使得在渲染過(guò)程中多邊形轉(zhuǎn)換與光源處理的工作從之前的由軟件處理轉(zhuǎn)向了由硬件處理，從而大大加快了圖形的渲染速度。許多復(fù)雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制如今成為了可能。 但是即便如此，對(duì)類似于海洋、地形這些形態(tài)復(fù)雜的戶外景觀的真實(shí)感實(shí)時(shí)繪制仍然是非常困難的。因此基于硬件加速的戶外景物的真實(shí)感實(shí)時(shí)繪制，依然是一個(gè)值得研究的重要課題。 特別是對(duì)于一些小型廣告公司、三維游戲制作公司來(lái)說(shuō)，由于受到資金、成本、人力資源等方面的限制，無(wú)法采用高端設(shè)備或大開(kāi)銷的算法，必須考慮在現(xiàn)有設(shè)備條件下，如何采用更經(jīng)濟(jì)、快速、有效的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)盡可能好的效果。因此我們還是要運(yùn)用一些算法，同時(shí)合理借助GPU技術(shù)，以期達(dá)到真實(shí)感與效率并舉的結(jié)果。 本文以硬件開(kāi)發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)理論研究與實(shí)踐開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了幾種包含多類自然景物的三維虛擬場(chǎng)景。其中海水的真實(shí)感實(shí)時(shí)繪制借助了Perlin噪聲生成海浪的方法和基于透視的自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)以及菲涅爾反射原理，地形的建模借助了高度圖生成地形的方法，樹(shù)木的繪制借助了公告牌（Billboard）技術(shù)，天空環(huán)境的渲染借助了天空盒的方法。同時(shí)通過(guò)鍵盤(pán)及鼠標(biāo)輸入，，用戶還可以在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行漫游。文中所設(shè)計(jì)的方法，已經(jīng)在幾家小型廣告公司得到實(shí)際應(yīng)用。 實(shí)踐證明，本技術(shù)具有場(chǎng)景逼真度高、景物豐富、渲染速度快而流暢、能為企業(yè)節(jié)約設(shè)備、人力成本等優(yōu)勢(shì)。
[Abstract]:Realistic graphics is an important part of computer graphics. Its basic requirement is to generate realistic graphics or images of 3D scene in computer. With the development of computer graphics and computer technology, Realistic graphics has been used more and more in our daily work and study, especially in the field of advertisement design and 3D game making. Graphic making, guided by the principle of realistic graphics, has become the most widely used technology. With the advent of programmable rendering pipeline graphics card, the work of polygon conversion and light source processing in the rendering process changed from software processing to hardware processing. This greatly speeds up the rendering of graphics, and it is now possible to render many complex scenes in real time. But even so, realtime rendering of complex outdoor landscapes like the ocean and terrain is difficult, so hardware-accelerated realtime rendering of outdoor landscapes, It is still an important subject worth studying. Especially for some small advertising companies, 3D game production companies, because of the capital, cost, human resources and other constraints, can not use high-end equipment or expensive algorithms, must be considered in the existing equipment conditions, How to use more economical, fast and effective methods to achieve the best results, so we still need to use some algorithms and reasonable use of GPU technology, in order to achieve the result of simultaneous development of sense of reality and efficiency. This paper is based on hardware development technology, through theoretical research and practical development, Several kinds of 3D virtual scenes are realized, in which the real time rendering of sea water is based on Perlin noise, adaptive mesh technology based on perspective and Fresnel reflection principle. Terrain modeling is done by means of height maps, trees are drawn by Billboard Billboard (Billboard) technology, sky environments are rendered by sky boxes, and keyboard and mouse input are used. Users can also roam in virtual scenes. The method designed in this paper has been applied in several small advertising companies. Practice shows that the technology has the advantages of high fidelity of scene, rich scenery, fast and smooth rendering speed, saving equipment and manpower cost for enterprises.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP391.41

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