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基于OpenGL的实时阴影算法研究

作 者: 朱山
导 师: 万琳
学 校: 华中科技大学
专 业: 软件工程
关键词: 实时 阴影渲染 OpenGL
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 39次
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内容摘要


真实感图像的生成一直是计算机图形学界的研究重点和热点,而在真实感图像生成技术中,实时阴影渲染技术是关键技术,它决定了最终所生成的图像的质量,对于图像的真实感和沉浸感都是至关重要的。随着计算机的发展,实时阴影效果已经从早先的不可能或者简单模拟发展到现在的高效率模拟和真实模拟。在当前的实时阴影算法研究中,研究的热点主要集中在阴影图算法与阴影体算法上,而平面映射算法由于其提出的年代较早,具有里程碑式的意义,故也存在这研究借鉴的价值。最原始的平面映射算法适用性过于狭窄,故只能作为教学使用。阴影图算法属于图像空间算法,存在的最大弊端就是走样问题;而阴影体算法属于物体空间算法,虽然不存在走样的问题,但是算法的效率与模型的数量以及复杂程度等成线性比例关系。在研究这三种算法时首先采用理论的分析与研究,分析算法的优点同时剖析算法存在存在的缺陷,对阴影图与阴影体算法则进行部分对比研究,分析这两种算法对于分辨率以及处理器计算能力的敏感度以及依赖性,以此分析出影响算法效率的瓶颈所在。通过基本的几何方法和OpenGL提供的功能,将算法进行了改进,一定程度上解决了算法存在的缺陷。在针对阴影图与阴影体算法存在的缺陷,采取将这两种算法进行结合,形成新的实时阴影绘制算法,不但克服走样问题,同时也解决了构造阴影体时存在的大量数据计算以及大面积填充带来的效率问题。在基于OpenGL2.1编程接口的基础上,通过实验结果进行上述理论分析的验证,证明了影响算法性能与绘制效果的关键因素。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 研究背景与意义  9
  1.2 国内外研究现状分析  9-11
  1.3 本文工作与结构  11-12
2 阴影绘制中的相关概念和技术  12-20
  2.1 三维坐标变换  12-15
  2.2 阴影基本概念与介绍  15-17
  2.3 OpenGL 简介  17-18
  2.4 OpenGL 中常用的相关测试  18-19
  2.5 本章小结  19-20
3 实时阴影算法分析  20-29
  3.1 实时阴影算法的研究  20-26
  3.2 实时阴影算法的分析  26-28
  3.3 本章小结  28-29
4 实时阴影算法的设计  29-38
  4.1 平面映射算法的设计与改进  29-30
  4.2 阴影图算法的设计与改进  30-31
  4.3 阴影体算法的设计与改进  31-35
  4.4 基于阴影图与阴影体相结合的实时阴影算法  35-37
  4.5 本章小结  37-38
5 阴影算法的实现及实验结果分析  38-58
  5.1 实时阴影算法的实现  38-47
  5.2 阴影算法的复杂度分析  47-48
  5.3 算法实验结果及分析  48-57
  5.4 本章小结  57-58
6 总结与展望  58-60
  6.1 全文总结  58
  6.2 展望  58-60
致谢  60-61
参考文献  61-64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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