3D圖形渲染引擎的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三維圖形技術(shù)是近年來得到眾多關(guān)注和發(fā)展較快的技術(shù)之一，在虛擬現(xiàn)實(shí)、實(shí)時(shí)仿真、數(shù)字城市等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。尤其數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)在我國發(fā)展迅速，然而其中的核心技術(shù)三維圖形引擎大部分被國外所占領(lǐng)，因此對(duì)它的研究變得十分有意義。 圖形渲染是三維圖形引擎的重要組成部分，是評(píng)價(jià)三維引擎的一個(gè)重要標(biāo)志。本文在分析和研究三維圖形引擎的結(jié)構(gòu)和工作流程的基礎(chǔ)上，自己建立了一個(gè)完整的三維渲染引擎，它以三角形為建模和處理的基本幾何圖元。另外本文在建立三維

2、渲染引擎的同時(shí)還建立了一個(gè)支持三維引擎運(yùn)行的數(shù)學(xué)庫，該數(shù)學(xué)庫主要提供了向量、矩陣和四元數(shù)的運(yùn)算。 本文的研究首先以三維圖形引擎的流水線為主線，分析了3D流水線的各個(gè)步驟，接下來重點(diǎn)討論了兩個(gè)重要的渲染部分：光照著色和紋理映射。它們?cè)谌S渲染方面非常重要，是模擬真實(shí)世界的關(guān)鍵技術(shù)。最后引擎加入了對(duì)z緩存的支持，使得多邊形能夠按照正確的順序繪制。本文所實(shí)現(xiàn)的渲染引擎是采用軟件渲染的方式，所有的空間變換、光照、紋理映射以及光柵化都用程

3、序代碼實(shí)現(xiàn)。本論文的特色和創(chuàng)新之處包括： 1)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整而簡單渲染引擎，3D代碼部分不使用任何的圖形支持庫，可以方便的在各種不同的平臺(tái)下移植，僅在輸入控制時(shí)調(diào)用了DirectX的API。 2)提供3D運(yùn)算需要的一套數(shù)學(xué)函數(shù)，整套函數(shù)在實(shí)現(xiàn)過程中在算法上進(jìn)行了一定的優(yōu)化。 3)該引擎提供從文件讀取3D模型信息的功能。 本論文最后，作者對(duì)后續(xù)工作的內(nèi)容，包括1/z緩存、Mipmapping、陰影等技術(shù)作出