基于高动态范围的实时光照技术研究与实现.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
基于高动态范围的实时光照技术研究与实现
姓名:王国锦
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:陈雷霆
20061205
摘要关键词:图形硬件,实时光照,高动态范围,延迟光照,光照模型光照计算是几乎所有的高级图形特效的支撑技术。然而,真实感光照计算在实时图形渲染中计算过于复杂,如何在实时系统中应用就需要更多考虑渲染效果与视觉效果的平衡。真实的光照效果能够大大增强虚拟现实、视频游戏、飞行仿真和战场模拟等实时图形系统的用户体验,因此在游戏引擎中引入高级实时光照技术是非常重要的。本文的主要研究内容包括全局光照模型、局部光照模型、实时多光源光照模型和基于图像的光照。在实时大规模场景真实感渲染的背景下,通过对多种光照模型的对比研究,采用延迟光照是最适合进行多光源实时计算的,并且高动态范围光照很适合图像后期处理,整合这两种技术使得实时高质量光照计算成为可能。实时多光源光照技术在游戏软件中有重要的应用。但是由于光源的增多使光照计算的复杂度也成倍增加。延迟光照技术把几何计算和光照计算分开,这完全不同与传统的绘制技术。不再是基于顶点计算光照而是基于片元的计算光照,从而大大降低了光照计算的计算量。结合最新的可编程图形硬件,本文用多个绘制目标实现了硬件加速的延迟光照,完成了实时多光源光照计算。基于图像的光照是在基于图像的绘制中发展起来的。后者是一种完全不同于传统的基于几何模型的绘制方法,它从全光函数的角度来渲染场景。本文实现的高动态范围光照是基于图像的光照的一种。首先是把虚拟世界图像的��底�换成现实世界的光强值,用高精度的光强值计算光照。然后再用色调映射�������把高动态范围的值映射到低动态范围的设备上进行显示。试验证明高动态范围光照可以提供更细节的效果和更明亮的背景。从另一方面来说,高动态范围的光照计算是基于图像的,因此是一种图像的增强技术。它增强的是图像的光照效果。通过结合延迟光照技术,并利用可编程图形硬件加速可以获得实时逼真的光照效果。本文实现的实时多光源的光照模型是通过整合高动态范围光照和延迟光照技术实现的,是��蜗芬�婵蚣艿囊徊糠帧R圆寮�问酵瓿桑�⒆魑狣�引擎的一个重要的扩展。攮要
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签名:蛔雏新签名:酩幽****缝�蝗掌冢杭�年俗月�日独创性声明关于论文使用授权的说明日期:如�暝髟隆瓻�本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。�C艿难�宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑�
计算机三维游戏,计算机辅助设计与制造�址��,数字媒体制作第一章绪论��问题的提出��课题的来源��研究的目的和意义����槟庀质档攘煊蛑械幕�狙芯课侍馐羌扑慊�凳蓖夹渭际酢K孀耪庑�应用领域的飞速发展,实时渲染技术显得越来越重要。基于��图形处理器,���氖凳变秩炯际醯难芯空�窃谡庵只肪诚虏��摹�三维游戏,虚拟现实等领域的基本任务是构架一个良好的虚拟现实环境。而构造的虚拟环境不仅必须能够提供给人真实的,多方位的感观刺激,而且它必须建立在实时交互的运行性能基础之上。传统的这些系统由于考虑到场景绘制的复杂性,通过牺牲被绘制场景的画面质量来提高场景绘制速度,从而实现实时交互绘制。主要的表现是用简单的近似光照计算模型来实现光照计算,例如����照模型。���庹漳P偷挠τ迷诤艽蟪潭壬下