【摘 要】
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当今世界的众多领域都能够建造非常复杂的三维场景,在这些场景中,往往包括了成百上千万的几何图元,比如用于飞行器或油轮制造的CAD模型,虚拟城市,石油与天然气勘探等等。纵然使用
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当今世界的众多领域都能够建造非常复杂的三维场景,在这些场景中,往往包括了成百上千万的几何图元,比如用于飞行器或油轮制造的CAD模型,虚拟城市,石油与天然气勘探等等。纵然使用当今最先进的图形处理设备,大规模复杂场景的绘制仍然是一个非常具有挑战性的课题,如果不借助渲染过程中的加速技术,就无法让用户在大规模复杂场景中获得交互式的体验。本文着重探讨了能够加速复杂场景绘制的关键技术,研究工作主要包括以下三个方面:
1.详细分析和研究了作为各种加速技术基础的空间索引结构,设计并实现了以k—d树和动态表为核心的组织方式,分别用于支持静态和动态场景,提出了一个健壮高效的场景同步策略来控制数据结构更新;
2.深入讨论了各种基于可见性的加速绘制算法,研究了三类可见性算法:背向面剔除,视域体剔除,遮挡剔除的原理、能力、局限以及优化技术,并将他们综合运用到了正在开发的虚拟现实系统中来;
3.使用多分辨率的模型表示方法提高绘制速度,首先使用简化算法获得了原始模型各级别的细节层次,然后采用了基于快速投影面积计算的LOD选择函数,以实时地计算各个物体用于渲染的细节模型;
系统实际运行情况表明,综合运用以上加速技术之后,绘制效率得到了显著提高,验证了方法的有效性和可靠性。
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