基于游戲引擎的3D圖形系統(tǒng)的研究.pdf

1、游戲引擎是一個處理游戲底層技術(shù)的平臺，使用游戲引擎，游戲開發(fā)人員可以不用花過多精力去處理系統(tǒng)架構(gòu)、內(nèi)存管理、圖像繪制等一些底層的技術(shù)，可以直接使用引擎提供的API來進(jìn)行游戲開發(fā)，從而大大縮短游戲開發(fā)時(shí)間，因此引擎是非游戲特有的技術(shù)。3D引擎是游戲引擎中的子引擎，負(fù)責(zé)3D圖形繪制功能。本文通過設(shè)計(jì)通用3D引擎的過程中，來研究3D圖形系統(tǒng)。 本文主要對物體在各種坐標(biāo)系中的變換和光照處理，著色技術(shù)和紋理映射等方面進(jìn)行了研究。首先以3D

2、引擎的流水線為主線，分析和研究了3D流水線的各個步驟，如：局部坐標(biāo)到世界坐標(biāo)的變換、相機(jī)模型、世界坐標(biāo)到相機(jī)坐標(biāo)變換、物體剔除、背面消除、相機(jī)坐標(biāo)到透視坐標(biāo)變換、透視坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)變換、相機(jī)坐標(biāo)到屏幕坐標(biāo)的變換。從而對3D圖形變換的各個部分的算法進(jìn)行研究，得到了基本的3D線框引擎。接著重點(diǎn)探討了兩個渲染模塊：光照和紋理。因?yàn)樗鼈冊?D圖形里面非常重要，是模擬真實(shí)世界的關(guān)鍵技術(shù)。光照模塊實(shí)現(xiàn)了無窮遠(yuǎn)光源、點(diǎn)光源、聚光燈、環(huán)境光等四種類型的

3、光源，折射、反射、散射等基本的光學(xué)原理及著色光照。著色光照計(jì)算能給物體著上一種特定的顏色；根據(jù)不同類型的物體，選擇不同的著色方法能使物體更接近三維世界效果。紋理映射相當(dāng)于物體的外表圖案，給物體映射上紋理，能極大的增加物體的真實(shí)性。紋理模塊實(shí)現(xiàn)了紋理映射以及紋理過濾的方法。 本文通過設(shè)計(jì)3D引擎的架構(gòu)，對3D圖形系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究，使我們對3D引擎的架構(gòu)、原理有了一個清楚的認(rèn)識，對3D圖形各個方面的概念、原理和算法有了較深入的理