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三维图形引擎中凹凸纹理映射技术的研究与实现

作　者: 陈斌
导　师: 陈雷霆
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 三维图形引擎凹凸纹理映射视差纹理映射技术 LOD技术
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 390次
引　用: 7次
阅　读: 论文下载

内容摘要

由于数字媒体技术的推进,计算机三维图形学技术得到了长足的发展,它是现代计算机科学中最为活跃的领域之一。三维图形学被广泛应用于网络游戏,虚拟现实,军事训练等很多方面。凹凸纹理映射技术是三维图形学中近年来研究的一个热点,它被使用来绘制物体表面的细节,使物体表面看起来具有粗糙感,增加绘制场景的真实程度。传统的凹凸纹理映射技术并没有真正改变物体表面的几何属性,而是通过纹理来改变物体表面的法向量,从而实现物体表面具有粗糙感的假象。本文首先介绍了普通的颜色纹理映射技术,反走样技术和多重纹理映射技术,它们是实现凹凸纹理映射技术的基础。接着介绍了比较典型的浮雕凹凸纹理映射技术和现在主流显卡采用的点乘凹凸纹理映射技术,从实现的原理入手对二者进行了详细的论述,并对二者的优缺点进行了细微的比较。视差纹理映射技术是新近提出的实现物体表面粗糙感的一种凹凸映射技术,它是对目前因计算量过大而无法应用于实时渲染系统中的位移映射技术的改进,这种技术不是对物体表面的顶点进行偏移,而是借助于高度图对纹理坐标进行偏移,从而近似达到位移映射技术的效果。针对视差映射技术的缺陷与不足,经过仔细认真的研究,对这种技术进行了改进:对高度值和偏移值进行调整,这样可以使绘制出来的物体能够达到你所需要的效果;通过视线与高度图来实现物体表面的自遮挡效果,这样使绘制出来的场景看起来更加真实;通过使用光泽图来调整镜面高光的亮度,不至于使物体表面的高光成分过大而影响视觉效果;这三种改进都是为了增加所绘制场景的真实感,而且增加的计算量并不大。采用LOD技术,当绘制较远处的物体时使用简化的模型,并采用粗略的纹理采样技术,绘制近处的物体时使用详细的模型,并采用线性采样,这种技术符合人们观察物体的习惯,大大缩小了计算量。在本文的最后,给出了视差纹理映射技术的实现过程,且使用shader编程技术提高绘制的速度。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-17
  1.1 课题背景  9
  1.2 三维图形引擎概述  9-14
  1.3 国内外研究现状  14-15
  1.4 三维图形引擎中的纹理映射技术  15-16
  1.5 论文的研究内容与章节安排  16-17
第二章普通纹理映射技术  17-34
  2.1 普通纹理映射的基本原理  17-21
  2.2 纹理映射中的反走样技术  21-26
  2.3 环境映射技术  26-32
  2.4 多重纹理映射技术  32-34
第三章凹凸纹理映射技术研究  34-50
  3.1 光照模型  34-37
  3.2 凹凸纹理映射的原理  37-40
  3.3 浮雕凹凸纹理映射  40-45
  3.4 点乘凹凸纹理映射  45-50
第四章视差纹理映射技术的改进与实现  50-76
  4.1 视差纹理映射技术的引入  50-52
  4.2 视差纹理映射技术  52-57
  4.3 改进的视差纹理映射技术  57-67
  4.4 改进的视差映射的设计与实现  67-75
  4.5 绘制效果  75-76
第五章结束语  76-78
参考文献  78-80
致谢  80-81
个人简介  81

三维图形引擎中凹凸纹理映射技术的研究与实现

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