基于GPU的实时可交互动态地形在引擎中的研究与实现

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实现地形渲染的难点主要在于要给用户展现出真实的地形,并且保证实时性所要求的帧率(至少25FPS)。如果读取地形高度信息后,不进行任何处理直接作为顶点来渲染地形,这种方法在渲染大规模地形时很难达到实时模拟的效果。很多地形渲染技术提出要使用基于LOD(Level of Detail)的算法简化地形的分辨率,从而提高地形模拟的帧率。而地形的真实感则需要地形表面植被模拟以及地形表面高度和颜色变化来体现。本文针对地形仿真模拟的特点,重点研究室外场景中大规模动态地形的实时渲染,并且结合图形引擎中场景管理部分管理地形的调度。本文所研究的动态地形与以往的LOD地形概念不同,平时研究的LOD地形算法指的是根据摄像机离地表的远近和地形本身的高低起伏,来减少GPU处理地形顶点的个数,从提高效率。而本文所研究的动态地形是根据物体对其的作用产生几何形变和颜色上的变化。基于GPU的算法实现可以将CPU从复杂图形计算中解放出来,让GPU与CPU并行处理。而且使用GPU的最新技术可以方便高效的实现像素级别的算法。为了让动态地形更好的应用到实际中去,本文在研究当前主流引擎的基础上自主设计图形引擎提供了渲染管理、场景管理、I/O控制等功能。并且将动态地形算法完美的嵌入场景管理模块,可以方便更新以及替换。
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