文档介绍：摘要本论文来源于“分布式、智能化虚拟训练系统”课题。该训练系统对三维仿真视景的真实性和实时性都有很高的要求。而传统的仿真引擎,嬖着效率低,缺乏灵活性等缺点。严重影响系统的性能。针对这种问题。本论文以三维图形管线处理过程为线索,对基于最新可编程图形处理器的图形引擎技术进行了系统的研究。论文的主要工作和创新性成果包括:谕夹喂芟叩挠τ贸绦蚪锥危疚某晒Φ牟捎肂树组织空间数据结构,实现了大数据量场景的视锥裁减技术,从而解决了大数据量场景实时绘制问题。并且本文还利用了图形处理器中最新的一个特性一一技术,对三维场景中大量具有相同几何特性的物体的绘制进行了加速。这些策略,具有~定的创新性和工程参考价值。谕夹喂芟叩募负未斫锥危畚亩允泳胺抡嬷凶钗V匾5娜匦慰速绘制算法和海洋仿真算法做了深入的研究。提出了~种新的基于透视投影自适应网格及顶点纹理特性的大规模地形绘制算法,与传统算法相比,该算法大大的降低中央处理器的负担,具有更大的地形数据吞吐量和更加稳定的帧速率。而在海水仿真研究中,对经典的基于現算法作了改进的算法工作,提出了分频率处理的思想,大大地减小了原有算法的运算量。谕夹喂芟叩墓庹せ斫锥危疚亩允凳惫庹占际鹾臀评砑际踅辛具体的研究。使用项点着色器和像素着色器实现了多种能够极大的增强图形真实性效果的算法。并且本论文还创造性的提出了广义材质库的概念,这种广义材质能给使用图形引擎开发人员带来了极大的便捷。关键词:视景仿真,三维图形管线,骺占浣峁梗匦位嬷萍铀偎惴ǎK仿真,广义材质库西北工业大学硕七学位论文摘要
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论文研究背景第一章绪论论文研究目的和意义在最近的几年里,实时图形技术特别是交互式图形技术得到了飞速的发展,从硬件的角度上来讲,计算机图形加速卡的发展速度大大的超过计算机其他硬件的发展速度,从年公司推出第一款具有图形加速功能的图形芯片,到年推出的具有强大的图形管道可编程能力的系列的图形芯片,图形芯片已经发展了欢谡馄诩洌⑻囟司的中央处理器芯片的发展仅仅从发展到浞⒄顾俣认然无法和图形芯片相比较。从软件的角度上来说,在娱乐软件方面,越来越多且越来越逼真的三维电脑游戏的出现,吸引了无数的年轻人投身其中,而且,庑┚哂星看笸夹未砟芰Φ挠蜗菲教ㄕ酝及讶嗣谴悠渌缡节目中吸引到游戏当中。在可以预见的将来,这种交互式的娱乐方式会取代传统的非交互式的娱乐方式成为人们娱乐、放松的首选。在另外一方面,基于虚拟现实技术的仿真训练系统由于开销小、零伤亡的优势,越来越受到军方的青睐。无疑实时图形学技术正成为计算机技术中最热门的技术之一。正是由于实时图形的巨大吸引力,使得越来越多的人投身于三维实时图形系统的开发当中,但从底层开发~个实时图形系统是一个漫长的系统过程。但是通过使用模块化设计的三维图形引擎就能大大的简化和加速整个开发过程,,达到事半功倍的效果。笆褂媒隙嗟耐夹我媸枪獾氖泳胺抡嬉妫鏜公司的,镜腣以及庑┮嫣峁┝烁髦止δ芮看蟮哪?椋芄成为开发者强有力的一具,然而这些传统的视景仿真引擎存在以下的较为严重的局限性和缺点:西北工业人学硕十学位论文
论文的结构安排车姆抡嬉嫒哂啻虢隙啵诵行什桓撸跋炝讼低车氖蹬伪荨现的虚拟现实特效和算法,增加了三维画面的表现能力和场景的真实性。车姆抡嬉嬉酝夹未砥鞯娜潭ㄍ夹喂芟呶;。薹ǚ⒒映最新图形处理器的可编程特性,因此无法渲染出生动、逼真的场景效果,影响了系统的真实性。褂么车姆抡嬉婵7⑷狈α榛钚裕倮此担赩中没有动态海洋模块,如果想在其中加入动态海洋的效果则是非常的复杂。针对于上述这些局限性和缺点,本文以改善和增强图形系统的真实·眭和实时性为目标,对图形引擎技术作了一个系统而具体的研究,对于一些以前只在非实时图形渲染使用的,能增加真实感的算法,通过使用图形处理器的可编程特性给出实时实现的方法,并且还利用图形处理器的最新特性,提出一些新的算法或者改进了现有的算法,增强系统的实时性。本论文的研究意义在于:酝夹未砥鞯淖钚绿匦越岷系撞阃夹蜛的高效性,通过对现有的算法进行改进、创新,提高整个图形引擎的绘制效率和绘制速度,解决已有仿真引擎存在的绘制效率不高的问题。猛夹未砥骺杀喑烫匦裕凳笔迪忠恍┮郧爸荒茉诜鞘凳比砑惺本文围绕着三维图形系统的真实性和实时性展开,以三维图形管线的三个阶段光栅化阶段、应用程序处理阶段、几何处理阶段为线索。第一章为绪论,介绍论文的研究背景、目的和意义。第二、三章为实时光照技术和纹理贴图技术的研究与实现,介绍了能提高三维场景真实性的光影技术和纹理贴图算法,并且在图形处理器实