3D圖形引擎中陰影算法的研究.pdf

1、當(dāng)今，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)硬件的快速發(fā)展，3D圖形引擎作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用的一個(gè)分支，已經(jīng)在當(dāng)今的計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面，特別是計(jì)算機(jī)的3D顯示方面起著舉足輕重的作用，例如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，軍事模擬，產(chǎn)品的體驗(yàn)展示，3D游戲方面，等等。而陰影技術(shù)在3D圖形引擎中，作為體現(xiàn)模擬真實(shí)感程度的重要指標(biāo)，已經(jīng)在國(guó)外進(jìn)行了相當(dāng)長(zhǎng)的研究和應(yīng)用，而在國(guó)內(nèi)，這方面的研究和應(yīng)用還比較少。
　　 眾所周知，陰影作為體現(xiàn)物體與物體之間遮擋關(guān)系的重要信息，在3

2、D的真實(shí)感顯示方面起著非常重要的作用。當(dāng)今比較流行的陰影算法，大都存在著很多問題，比如有的達(dá)不到實(shí)時(shí)渲染的效果，即與用戶的交互感很差，有的太依賴場(chǎng)景的物體的輪廓，對(duì)物體的要求比較苛刻等等。本文基于圖形顯示卡的可編程性出發(fā)，研究了當(dāng)今的各大引擎中的陰影算法，并對(duì)他們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行的詳盡的分析，在此基礎(chǔ)上提出了自己的一套基于圖形卡可編程性的陰影算法。本算法是基于陰影圖的偽軟陰影算法，由于本算法本身存在著數(shù)化誤差，陰影走樣和半影寬度一致等問

3、題，因此本文的算法特從以下幾方面入手：
　　 第一：設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種新的算法，從改善陰影圖的精度出發(fā)，提升圖形的真實(shí)感；第二：引進(jìn)了PCF算法和WOO的平均深度值原理思想來解決本影的走樣問題；第三：本文使用光源單個(gè)采樣點(diǎn)的方法去提高陰影渲染的效率，同時(shí)該算法是基于圖形卡的可編程性的，提高了算法的執(zhí)行效率。
　　 該算法實(shí)現(xiàn)后，本文從陰影渲染質(zhì)量和幀率兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)證明了改進(jìn)后的算法從渲染同樣多模型來觀察其渲染的幀