室内场景实时阴影绘制算法的研究和应用

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:andykoy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
阴影不仅可以反映物体的自身形状,而且可以反映物体间的相对位置关系。在三维室内场景真实感渲染中,阴影的效果是不可缺少的。三维虚拟家装是虚拟现实技术在家装领域的一个新的应用,本文以虚拟家装软件为应用平台,探讨了室内实时阴影绘制算法。   本文首先研究了全局光照环境下的室内场景的阴影渲染方法。在全局光照环境下,考虑了球面环境映照模型,采用了基于球面调和函数对场景中的物体进行逼近;结合预计算辐射度算法,为动态场景事先计算阴影域,实现场景阴影的精确绘制。该算法阴影渲染效果柔和,虚拟场景绘制逼真,适合于高真实感场景的静态渲染。但是由于预计算量过于庞大,耗时较长,较难满足虚拟家装的实时、动态渲染功能。   为了满足虚拟家装软件的阴影渲染的实时性,本文研究了局部光照模型。在局部光照环境下,比较了阴影体(Shadow Volumes)和阴影图(Shadow Maps)算法的优缺点。其中阴影图算法是完全基于图像空间计算阴影,因此该算法的效率比较高,但是也保留了图像空间算法的局限性,会出现锯齿和走样问题。本文采用了百分比渐近过滤技术(Percentage-Closer Filter, PCF)对硬阴影进行优化,并探讨了基于泊松碟采样的PCF滤波技术。PCF算法虽然可以通过增加采样次数对阴影边缘锯齿进行反走样,但是采样次数增加会降低执行效率,而且不能生成柔和的软阴影。   为了能够生成效果柔和的软阴影,本文引入了Randima Fernando的百分比渐近软阴影(Percentage-Closer Soft Shadow, PCSS)算法,通过对半影大小进行估算,加上PCF滤波环节,实现了效果柔和的软阴影渲染。由于它是在阴影图算法的基础上提出来的,继承了该算法简单、易于执行、高效率的特点,且很好地解决了阴影图算法的锯齿走样问题。最终,本文借助于可编程图形处理器GPU(Graphic Processing Unit)提供的并行编程能力,结合OpenGL着色语言,实现了三维室内场景的阴影绘制。
其他文献
反作用轮高速旋转是卫星结构的扰动源之一,受反作用轮扰动的影响,航天器整体结构会产生微小振动从而影响高精度敏感设备的指向精度和工作性能。因此为了分析反作用轮扰动对航
复合材料自动铺丝技术是一种新型复合材料自动化制造技术,具有加工成本低、速度快、成品质量高、强度高等特点,在发达国家己广泛应用于航空航天领域,而我国相关研究与应用则
一个准确的有限元模型对结构的动特性分析、颤振分析以及减振控制系统设计等具有十分重要的意义,用分析方法建立的有限元模型计算精度往往无法满足实际工程需求。模型修正技术
随着风能越来越受到国家的重视,风力发电机组的装机容量将越来越大,风力发电机组不平衡故障导致的整机振动也引起了人们的重视。而目前国内还没有一款针对风力发电机组转速低、转速不稳定等特点的整机动平衡软件,所以开发一款针对风力发电机组的整机动平衡软件就显得尤为迫切和重要。 本文首先对不平衡故障引起的风机整机振动进行了理论研究。分析了质量不平衡和气动不平衡如何引起机组的整机振动,讨论了平衡气动不平衡的
基于特征的数控编程是数控编程技术发展趋势之一,是制造企业实现CAD/CAPP/CAM集成的重要环节。本文针对飞机结构件的特点,研究基于特征的快速数控编程技术,实现飞机结构件零
本论文是在国家自然科学基金项目“冰层厚度传感器及其检测方法的研究”(项目编号:60672028)和水利部黄河水利委员会黄河水利水电科学研究院委托开发项目“黄河冰情与冰凌自
为了提高产品设计的效率,产品设计中需求分析的自动化、智能化成了必然的趋势。本文将自然语言理解中的疑问代词处理技术应用于产品设计中,首先介绍了自然语言理解的发展现状和难点以及疑问代词的研究现状。然后介绍了疑问代词研究的理论基础,包括自然语言理解三个层次的分析方法和常用的知识表示方式,同时讨论了疑问代词的基本概念和语义类型。通过分析篇章中的疑问代词的指代特点,确定了疑问代词处理的内容。根据概念间的本体
3月5日,农业农村部网站新版数据频道正式上线运行(http://zdscxx.moa.gov.cn:8080/nyb/pc/index.jsp).rn新版数据频道以数据集约化、定位快速化、查询智能化为目标,为广大公
期刊
本文通过对荣华二采区10
期刊
柔性太阳翼主要由刚性中央桅杆,柔性阵面和上下箱体组成,其优点是质量轻,折叠效率高,但一般柔性太阳翼的尺寸大,刚柔耦合,收放和调节机构也相对复杂,因此设计和计算也更为复