室外场景真实感图形绘制方法的研究

摘要

本文分五章进行论述.第一章首先叙述了真实感图形绘制的意义,并介绍了常见的绘制技术和方法.接着讨论了室外场景绘制的特点,最后给出本文要讨论的问题和论文的组织结构.第二章讨论了室外场景绘制.主要介绍太阳光和天空光的建模方法和现有的一些室外绘制的工作.阴影也是绘制结果中的重要组成部分,在本章最后还介绍了一些常见的阴影生成算法.第三章提出了一种视点依赖的室外场景绘制方法.考虑到室外场景的特点,本文在图像精度仅有微小损失的前提下简化了光照模型,并通过有效的采样策略选取计算画面上的采样点.在计算天空光的同时还对物体间的相互反射能量进行收集.第四章讨论了本算法在实现中的一些要点和重要数据结构.并通过图例显示和分析了实验结果,说明算法的有效性.最后是本文的结论,以及今后的工作.

目录

摘要

第一章绪论

1.1真实感图形绘制研究的意义

1.2真实感图形绘制

1.2.1光照模型

1.2.2绘制方程(Rendering Equation)

1.2.3光线跟踪算法(Ray Tracing)

1.2.4辐射度算法(Radiosity)

1.2.5其它方法

1.3室外场景绘制的特点

1.4问题的提出及本文的组织框架

第二章室外场景绘制

2.1背景简介

2.2自然光源模拟

2.2.1大气现象

2.2.2太阳光和天空光模拟

2.3快速阴影生成算法简介

2.3.1阴影体算法(Shadow Volume)

2.3.2阴影映射(Shadow Map)

2.3.3透视阴影映射(Perspective Shadow Map)

2.4小结

第三章具有物体相互反射效果的室外场景绘制算法

3.1介绍

3.2光照模型的简化

3.3算法流程

3.4多屏幕分割

3.5太阳光阴影计算

3.5.1 Z-Buffer消隐

3.5.2多层视域分割

3.6天空光和相互反射计算

3.6.1天空光采样

3.6.2能量计算

3.7采样策略

3.7.1采样流程

3.7.2采样点间距

3.8插值

3.9反走样

3.10小结

第四章算法实现与结果分析

4.1简介

4.2算法实现

4.2.1相关数据结构

4.2.2讨论

4.3实验结果与分析

4.4小结

第五章结论

参考文献

致谢