實(shí)時(shí)皮膚渲染算法的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，隨著GPU計(jì)算能力的爆發(fā)式增長(zhǎng)，研發(fā)人員開(kāi)始對(duì)真實(shí)感的實(shí)時(shí)渲染技術(shù)進(jìn)行探索與研發(fā)。次表面散射材質(zhì)的相關(guān)渲染算法就是當(dāng)前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的重要研究課題。皮膚是一種最典型的半透明，多層次表面散射材質(zhì)。皮膚渲染算法的難點(diǎn)就是更加高效，真實(shí)的次表面散射模型。
　　離線的皮膚渲染技術(shù)目前較為成熟，可以渲染出極為真實(shí)的效果。不過(guò)離線渲染方法渲染每一幀所需要的時(shí)間通常以分鐘來(lái)計(jì)算，無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)效果。本文將實(shí)現(xiàn)一種高效的屏幕空間次表面散射算法

2、，該算法可以滿足實(shí)時(shí)渲染的要求。該算法通過(guò)疊加高斯函數(shù)近似的來(lái)模擬半透明材質(zhì)的擴(kuò)算曲線(diffuse profiles)。并在以上渲染效果后添加多種后處理效果，例如景深，泛光，抗鋸齒等。最后通過(guò)面向?qū)ο蟮乃枷雽⒍喾N類封裝為可復(fù)用的API，并利用這些工具類實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的實(shí)時(shí)皮膚渲染演示系統(tǒng)。
　　本文對(duì)于實(shí)時(shí)皮膚渲染相關(guān)的算法理論知識(shí)包括：屏幕空間次表面散射，實(shí)時(shí)半透明算法，法線紋理混合，基于物理的渲染等內(nèi)容。對(duì)BRDF以及BS

3、SRDF的概念和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析與介紹。根據(jù)程序的功能結(jié)構(gòu)和總體框架設(shè)計(jì)，詳細(xì)的闡述了實(shí)時(shí)皮膚渲染系統(tǒng)主要功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：首先介紹了該系統(tǒng)的主要渲染流程和渲染pipeline。整個(gè)流程中應(yīng)用到了系統(tǒng)的3大模塊分別為核心算法模塊、后處理模塊和動(dòng)畫演示模塊。之后詳細(xì)的講解了相關(guān)模塊的實(shí)現(xiàn)原理以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。最后介紹了整個(gè)系統(tǒng)的驗(yàn)證和對(duì)比過(guò)程，通過(guò)對(duì)比MAYA軟件中的Mentalray渲染器對(duì)皮膚的渲染效果來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)的渲染效果。調(diào)節(jié)該系統(tǒng)