圖形引擎中陰影算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代社會，隨著計算機速度的提高及計算機圖形學的發(fā)展，陰影計算已經(jīng)從原來的不可能或者簡單模擬變成當今的高效果實時模擬或者真實模擬。陰影渲染技術已經(jīng)成為游戲引擎中不可或缺的一門技術。陰影渲染在圖形渲染中可以算得上是耗時耗資源較多的一種渲染。所以實時的渲染陰影已經(jīng)成為圖形學中一大重要研究方向。 陰影渲染處理在過去由于硬件條件的限制通常是一種硬陰影，而當今越來越多的人要求使用軟陰影技術來繪制陰影，以便達到更真實的陰影效果。在當今硬件條件

2、飛速發(fā)展的條件下，利用可編程流水線，本文給出了一種特別的方法來實現(xiàn)實時的軟陰影繪制。將本影區(qū)域和半影區(qū)域分開計算并渲染是本文軟陰影算法的特色，利用陰影圖方法對半影區(qū)域的處理方法是其特別之處。 首先，本文介紹了陰影算法所需要的一般技術，包括空間變換技術和GPU編程技術的發(fā)展過程和當今的水平及其調試工具等。 然后，本文重點分析和比較了幾種重要的陰影算法的特點及效果。從最早使用的平面投影陰影算法開始著手研究，因為它只試用于平面

3、，所以這種方法當今已大多使用于教學。同時本文也研究了陰影體算法(Shadow Volume)，分析了其算法及特點，這種算法的效率下降與模型的數(shù)量及復雜度增長呈線性比例關系。而后又分析了陰影圖算法(Shadow Map)，這種算法不與模型的數(shù)量掛鉤，但是其渲染有精度誤差。 最后，通過上述算法的研究比較，給出了一種實時軟陰影渲染算法，這種算法利用了陰影體中使用的輪廓邊技術和陰影圖技術共同完成，同時還使用了硬件戈勞德(Gouraud)