随着信息时代的发展,信息技术广泛应用于人们的学习生活中,计算机辅助教学在教育中应用比例也随之增加。VR(Virtual Reality)技术也更多的使用到教学活动中,其可以充分调动学生的感官感受,让学生在身临其境的体验中快速学习。这也使得VR技术中涉及的虚拟场景绘制技术具有了重要的研究意义。凹凸纹理绘制技术是绘制虚拟场景的重要技术之一,可绘制出模型表面的细节信息,得到凹凸不平具有粗糙感的视觉感受,从而增加模型的真实感。早期的凹凸纹理映射技术通过扰动函数来改变物体表面各点的法向量得到模型表面的粗糙感,而模型表面的几何性质没有发生改变,其表面依旧是光滑的。在此基础上发展出来的点乘凹凸纹理映射技术从输入的法线纹理中提取法线信息,光照模型通过提取出的法线信息计算出模型表面各顶点扰动后的法线,减少了从高度纹理计算出法线纹理的一系列计算,且没有改变物体表面的几何属性,其因计算量小、计算速度快,广泛应用于实时系统。本文针对点乘凹凸纹理映射技术无法模拟光线充足时物体表面粗糙感的问题进行改进。本文首先模拟出了光线充足时物体表面的真实感和粗糙感,使得所绘制物体表面的粗糙感和真实感不会随着光线的增强而减弱。然后创新性的引入凹凸系数,使得在实时绘制时可通过调节凹凸因子,达到更加符合需求的绘制效果。最后根据上文改进的点乘凹凸纹理映射技术与教育应用相结合,设计一个可用于测试三维视觉敏感度的游戏,将本文的研究课题应用到实际教学工作中。本文首先针对标准光照模型明暗交界线明显,以及高光区域亮度较小而导致凹凸纹理绘制效果偏暗,无法模拟出光线充足时视觉效果的问题,根据实现的各种光照绘制效果,使用半兰伯特光照模型代替漫反射光照模型,Binn-Phong光照模型代替Phong光照模型,得到了新的光照模型,模拟出了光线充足时的光照效果。在上一步的基础上,对点乘凹凸纹理映射技术进行改进。通过在点乘凹凸纹理映射技术中使用改进后的光照模型,模拟出光线充足时物体表面的粗糙感和真实感。在此基础上引入了凹凸系数,当使用改进的光照模型后可能会使得所绘制模型表面的凹凸感减弱,此时,可通过调节凹凸因子达到更好的凹凸感,使得其与改进前的点乘凹凸纹理映射技术的绘制效果相比,有着更明显的粗糙感和真实感。此外,引入了凹凸系数还可以在实时绘制时通过调节凹凸系数来调节模型表面的凹凸程度,最终获得更加符合需求的绘制效果。最后,将改进后的凹凸纹理绘制技术与教育应用相结合,利用凹凸纹理绘制技术,设计了一个针对幼儿教育领域,可用于测试三维视觉敏感度的游戏,主要用于检查被测试者对物体表面粗糙感的视觉感知敏感度。此游戏可帮助老师及家长尽早发现儿童的视力问题,根据测试结果判断出被测试者的三维视觉敏感度是否正常。