基于GPU的實時陰影算法研究.pdf

1、現(xiàn)實世界中不起眼的陰影在虛擬世界中能夠帶給我們許多視覺信息從而大大提高虛擬場景的真實感。陰影生成技術(shù)就是一項在虛擬場景中模擬生成陰影的計算機(jī)技術(shù)。陰影的生成往往涉及到大量的數(shù)據(jù)計算，因此完成具有較高質(zhì)量的陰影繪制需要兩方面的支持，即擁有強(qiáng)大計算能力的硬件和高效的陰影生成算法。
　　 計算機(jī)圖形硬件技術(shù)的飛速進(jìn)步，尤其是GPU的出現(xiàn)，在提升了硬件計算能力的同時也給予了研究人員更大自由發(fā)揮的空間。與此相應(yīng)，陰影生成算法也有了大步的發(fā)

2、展。尤其是具有在動態(tài)場景中生成實時陰影能力的實時陰影算法的快速發(fā)展，大大擴(kuò)展了陰影生成技術(shù)的應(yīng)用范圍，是近年來陰影生成算法的研究熱點。本文在可編程圖形硬件的基礎(chǔ)上對實時陰影算法進(jìn)行了相應(yīng)的研究，主要工作內(nèi)容如下：
　　 1.介紹了可編程圖形硬件和陰影生成技術(shù)的概念及應(yīng)用，并著重對實時陰影生成技術(shù)的相關(guān)算法做了較為深入的研究。在對相關(guān)算法進(jìn)行說明的基礎(chǔ)上，應(yīng)用OpenGL和GLSL語言在GPU上進(jìn)行了實現(xiàn)。
　　 2.改進(jìn)

3、了經(jīng)典的百分比接近過濾算法。我們充分利用可編程圖形硬件的優(yōu)勢，通過添加對渲染點的甄選步驟，大大減少了需要計算的渲染點數(shù)量，從而大幅減少了總體的計算量。另外還對原算法的采樣方式進(jìn)行了改進(jìn)，基本消除了經(jīng)典方法中由于誤差積累所導(dǎo)致的帶狀噪聲，獲得更為真實的陰影。
　　 3.提出了一種基于透視陰影映射和方差陰影映射的混合算法。將透視陰影映射技術(shù)中在后透視空間生成陰影紋理的技巧成功地引入方差陰影映射技術(shù)中，提高了方差陰影深度紋理中的數(shù)據(jù)有