航海模擬器視景系統(tǒng)中陰影技術(shù)的研究.pdf

1、視景系統(tǒng)是航海模擬器的重要組成部分，要求對(duì)所模擬船舶及航行環(huán)境有真實(shí)的再現(xiàn)。陰影能增強(qiáng)三維虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感并為場(chǎng)景中物體的空間關(guān)系提供重要的視覺(jué)信息，幫助船舶駕駛?cè)藛T獲得準(zhǔn)確的位置信息，為船舶的操縱提供重要依據(jù)。
　　 本文重點(diǎn)研究視景系統(tǒng)中的陰影繪制技術(shù)，在滿足陰影繪制真實(shí)感的前提下提高陰影繪制效率，對(duì)棧橋、直升機(jī)、碼頭等重點(diǎn)景物的陰影繪制進(jìn)行了深入研究，取得了較為滿意的效果。本文的主要貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：
　　 深

2、入研究了陰影圖(Shadow Map)算法，針對(duì)陰影圖算法邊緣走樣的問(wèn)題，提出了基于比例分割的多陰影圖繪制算法，依據(jù)場(chǎng)景中對(duì)象距離視點(diǎn)遠(yuǎn)近，使用按比例分割的方法對(duì)陰影圖進(jìn)行合理的分割，減小了緩存資源的使用，提高了距離視點(diǎn)較近處場(chǎng)景的采樣率，減小近處場(chǎng)景陰影的走樣。
　　 針對(duì)陰影體算法填充率高、無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜場(chǎng)景的問(wèn)題，提出一種優(yōu)化的陰影體繪制算法。該算法首先限定陰影繪制區(qū)域，然后根據(jù)視點(diǎn)是否處于陰影體內(nèi)動(dòng)態(tài)使用Depth—pas

3、s或Depth—fail方法加速陰影的繪制，提高繪制效率；采用一種自動(dòng)填補(bǔ)網(wǎng)格中孔洞的算法保證陰影體生成的正確性；對(duì)陰影體算法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種基于V—buffer的軟陰影繪制算法，在GPU上通過(guò)V—buffer表達(dá)陰影區(qū)域的明亮度，實(shí)現(xiàn)了硬件加速的軟陰影繪制。
　　 針對(duì)光線追蹤算法運(yùn)算量大，計(jì)算速度慢的問(wèn)題，提出了基于GPU加速的光線追蹤陰影繪制算法，將光線跟蹤算法中光線—物體相交的計(jì)算移植到GPU上進(jìn)行，在一定程度上提高了