三维虚拟复杂场景管理算法研究与实现

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随着虚拟现实技术的不断发展,渲染引擎需要高质量快速渲染大规模三维复杂场景,以满足实时交互的要求。本文通过在CORA引擎中引入场景管理的方法来加速大规模复杂场景的渲染速度。 场景管理技术从应用环境角度来分,可分为两大类,它们分别是室外场景管理和室内场景管理。室外场景管理主要针对一些视野较为开阔的开放式场景,如城镇、荒野等,而室内场景管理主要针对一些视野受墙壁阻挡的封闭式场景,如房屋内、地下室等。这两类场景管理在本文的CORA引擎中分别予以了实现,并有机的融合到了一起,有效提高了三维复杂场景的渲染速度,并达到了实时性要求。 室外场景管理部分主要采用八叉树结构,利用其空间信息和树形组织结构,批量的削减视锥体外的几何节点,快速计算出需要渲染的节点序列,减少送入渲染通道的三角面数量,从而有效地提高了渲染速度。在八叉树结构的基础上,快速定位活动节点的有效碰撞检测范围,实现了碰撞检测算法的优化。 室内场景管理通过入口算法实现,该算法作为可见性裁减的一种重要方法,可以有效地用于划分封闭式场景。入口算法以房间为单位,有效组织了所有可视元素,并利用墙壁巧妙地实现可视范围内的遮挡剔除,消减需要渲染的三角面数量,并通过特殊化定义,将室外场景与室内场景有机融合成一个整体。
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