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基于纹理映射的群体动画角色渲染

作　者: 赵士杰
导　师: 何明耘
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 纹理映射群体动画实例化技术替代物技术场景调度优化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 48次
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内容摘要

近些年,随着计算机图形学的发展,纹理映射技术作为一项非常重要的技术已经得到了广泛的应用。目前,大家研究的重点主要是集中在对高级纹理映射技术的研究和改进上,高级纹理映射不仅能提高视觉感官的效果,还能够在很大程度上提高绘制的效率。在场景中对群体角色模型进行渲染,由于角色模型的数量非常庞大,除了使用纹理映射技术来提高渲染的效果和效率之外,还必须着眼于利用群体模型中的动态区域以及角色之间的相邻关系来优化调度。论文本身工作作为“虚拟现实环境下群体动画实时绘制与模拟”大项目的一个子部分,群体动画实时绘制包括对群体运动模型的研究,以及群体实时绘制技术的研究。对于群体运动模型的研究主要是建立一个群体中个体运动行为的模型,实现群体针对环境感知状态下,个体运动的模拟;而群体角色渲染则是在个体运动行为确定之后的每个个体的几何模型的渲染,如果脱离群体模型,单独对个体渲染则其数据量会非常大,实时效果很差。论文首先系统研究了纹理映射的原理以及一般步骤,纹理走样以及反走样技术,同时对高级纹理映射中的凹凸纹理映射,法向纹理映射的原理和算法进行了分析;然后结合大项目中所采用的群体运动模型,对角色模型进行几何建模和动画建模,在此基础上综合采用了各项渲染优化技术,如群体渲染优化技术中实例化(Instance)技术,替代物(Impostor)技术,以及场景调度优化技术中的可见性剔除技术,层次细节(LOD)技术等,并设计了一个角色裁剪算法;接着,论文给出了本文所要实现系统的各个模块的功能和处理流程,并对其进行了详细的设计,最后给出了利用各项渲染优化技术来提高群体角色实时绘制效果的程序实现。本文最终在Windows XP操作系统的上,采用Visual Studio 2005作为项目开发平台,基于DirectX图形库,设计并实现了一个基于纹理映射的群体角色实时渲染的系统。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题背景  10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 课题研究意义  12-13
  1.4 论文研究内容  13-14
  1.5 论文组织结构  14-15
第二章相关背景知识介绍  15-36
  2.1 纹理映射原理及步骤  15-18
  2.2 纹理反走样  18-19
  2.3 高级纹理映射  19-24
    2.3.1 凹凸纹理映射  19-20
    2.3.2 法向纹理映射  20-24
  2.4 群体角色建模  24-29
    2.4.1 群体角色几何建模  24-26
    2.4.2 群体角色动画建模  26-29
  2.5 群体运动模型  29
  2.6 群体行为建模  29-31
  2.7 DirectX 图形库  31-35
    2.7.1 Direct 3D 固定渲染管线  32-33
    2.7.2 Direct 3D 可编程流水线  33-35
  2.8 本章小结  35-36
第三章群体实时渲染优化技术及算法设计  36-51
  3.1 实例化技术  36-38
  3.2 蒙皮实例化技术  38-40
  3.3 替代物技术  40-42
    3.3.1 布告板  40
    3.3.2 替代物技术原理  40-41
    3.3.3 替代物渲染算法设计  41-42
  3.4 场景调度优化技术  42-49
    3.4.1 可见性剔除技术  42-47
    3.4.2 LOD 技术  47-49
  3.5 角色裁剪算法设计  49-50
  3.6 本章小结  50-51
第四章群体实时渲染系统的设计与实现  51-67
  4.1 群体动画系统  51-52
  4.2 群体实时渲染系统的设计  52-64
    4.2.1 设计目标  52
    4.2.2 系统框架  52-53
    4.2.3 系统功能设计  53-64
  4.3 系统处理流程  64-65
  4.4 系统接口设计  65-66
  4.5 本章小结  66-67
第五章实验结果分析  67-73
  5.1 实验平台  67
  5.2 实验结果与分析  67-73
第六章总结与展望  73-75
  6.1 本文总结  73
  6.2 未来展望  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-80

基于纹理映射的群体动画角色渲染

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