動態(tài)實時軟陰影技術(shù)的研究.pdf

1、計算機(jī)實時繪制領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，已經(jīng)引起了多方面的注意。目前，圖形處理器處理能力按照摩爾定律的兩倍在提升，三年速度提高了10倍。陰影效果在真實感圖像的生成和物體位置的判斷方面扮演了重要的角色，許多成熟的陰影生成技術(shù)已成功地應(yīng)用在視頻游戲、電影制作、虛擬場景中。然而，在動態(tài)場景中真實感軟陰影的實時繪制仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。 實時軟陰影技術(shù)的研究主要涉及：圖像渲染、實時陰影算法、軟陰影算法。圖像渲染是生成陰影的基礎(chǔ)，陰影的繪制中采用了大

2、量基于圖像渲染的方法，如陰影紋理、點繪制、反走樣。通過使用陰影紋理，可以實現(xiàn)真實的光照效果，并和頂點光照算法相結(jié)合實現(xiàn)實時的動態(tài)光照效果。點繪制方法可以避免對多邊形的處理。通過對物體表面的型值點進(jìn)行造型，消除不可見點，最后將圖像重構(gòu)，對物體進(jìn)行陰影投影完成陰影的繪制。場景動態(tài)變化時，圖像會出現(xiàn)鋸齒狀的走樣現(xiàn)象，走樣現(xiàn)象在陰影中同樣存在，因此對圖像進(jìn)行的反走樣處理同樣適用于陰影處理過程。實時陰影算法是各種軟陰影算法的基礎(chǔ)。目前比較常用的是

3、陰影映射和陰影體技術(shù)。陰影映射通常又稱為陰影圖，它是一個完全基于圖像空間的算法，根據(jù)深度圖繪制場景生成陰影效果。不同于陰影映射技術(shù)，陰影體是一種利用場景對象的幾何信息生成陰影的技術(shù)，它是基于對象空間的。在此基礎(chǔ)上軟陰影算法可以劃分為基于圖像空間和基于對象空間兩類算法，圖像空間算法不涉及場景對象幾何信息，因此與場景復(fù)雜度無關(guān)，實時性較高，但生成的軟陰影效果較差。而對象空間算法生成的軟陰影效果具有真實感，但付出了實時性的代價。 本文

4、對動態(tài)實時軟陰影技術(shù)進(jìn)行了深入地研究和分析，通過對比各種實時軟陰影算法的優(yōu)缺點，根據(jù)項目實時性要求較高的需求，最終選擇了兩種基于圖像空間的算法進(jìn)行擴(kuò)展。在實驗的基礎(chǔ)上，提出了一種基于圖像空間的改進(jìn)算法，并在實際項目中得到了很好的應(yīng)用。與其他算法相比，我們的算法在陰影真實感和實時性方面做出了較好的平衡，實時交互性和陰影真實感效果很好的滿足了實際的需求。最后，本文對動態(tài)實時軟陰影發(fā)展的方向進(jìn)行了展望，針對動態(tài)實時軟陰影新的發(fā)展趨勢提出了一些