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1、畫面漂亮的3d游戲3D游戲引擎中的室外大場景渲染技術(shù)2011-06-26畫面漂亮的3d游戲3D游戲引擎中的室外大場景渲染技術(shù)研究與實現(xiàn)畫面漂亮的3d游戲3D游戲引擎中的室外大場景渲染技術(shù)研究與實現(xiàn)sl相關(guān)2010-12-2419：34：09閱讀1評論0字號：大中小訂閱3D游戲特別是網(wǎng)絡(luò)在線游戲中，室外大場景渲染是一塊非常重要的內(nèi)容，它也是3D圖形引擎的核心。它是圖形學(xué)和圖像處理理論最直接的應(yīng)用，其涉及的技術(shù)還可以應(yīng)用于其它領(lǐng)域，比如虛擬現(xiàn)實、3DGIS、數(shù)據(jù)可視化等，其重要性不容置疑。隨著硬件的不斷發(fā)展，行業(yè)對渲染場景的規(guī)模和真實感提
2、出了更高的要求。第四章場景的真實感渲染技術(shù)第三章討論了怎樣有效繪制地形的三角形面片，關(guān)于怎么在面片上表現(xiàn)真實的地表(草地、沙粒)，以及怎么表現(xiàn)光照、天空、植物等，這一系列問題涉及的就是場景的真實感渲染技術(shù)。4.1紋理映射技術(shù)4.1.1概念在游戲設(shè)計中，由于客觀世界千變?nèi)f化、錯綜復(fù)雜，要把真實世界的各種細(xì)微結(jié)構(gòu)直接用幾何模型表示出來，不僅模型難以建立，而且計算量龐大，難以滿足實時顯示的需要，比如一張曲面可以用許多微小的多邊形(或曲面片)表示其表面細(xì)節(jié)，假定每個微小多邊形具有近似相同的表面特征，要顯示這樣一個曲面，就必須對這些微小多邊形(
3、或曲面片)進(jìn)行分別處理，這將需要大量的存儲空間和處理時間，因此在實際應(yīng)用中，為了獲得比較高的顯示速度，往往以犧牲圖形的真實感為代價。盡管這樣，顯示一幅比較復(fù)雜的圖像仍然需要很長時間。于是，人們就想象是否可以用"貼墻紙"的方法將反映物體表面的細(xì)節(jié)的圖案貼到物體表面，從而開辟了一個新的研究領(lǐng)域一紋理映射(TextureMappirig)。處理過程如下圖：紋理映射的方式主要分為三種：顏色紋理映射：最簡單和最基本的應(yīng)用是將一幅花紋圖案映射到物體表面，采用與表面上點的位置有關(guān)的值(如：參數(shù)曲面上一點的參數(shù)值)來確定紋理坐標(biāo)并采樣包含圖案的紋理，
4、采樣值用定義該點的顏色。通過此類方法在圖案和表面點之間建立的固定聯(lián)系，不會因視線的改變而改變。當(dāng)花紋或圖案繪上之后，表面仍光滑如故，這種紋理稱為顏色紋理，形如在物體表面繪制了一些花紋圖案。凸凹紋理映射：根據(jù)粗糙表面的光反射原理，通過一個擾動函數(shù)擾動物體表面法向量，使光滑表面得到調(diào)制，并在光線下呈現(xiàn)出凸凹不平的形狀，這種紋理稱為凸凹紋理(或幾何紋理)。利用擾動函數(shù)可以很好的模擬皮毛、頭發(fā)、衣服之類的物體。過程紋理映射：過程紋理映射屬于三維紋理，它就是將三維的紋理函數(shù)映射到三維物體上。也就是說在物體的內(nèi)部也會受到紋理的影響。例如，木材和大
5、理石的紋理，需要考慮每一個相鄰面的紋理映射，通常每個面分別進(jìn)行顏色紋理映射時，由于面的邊界處紋理不連續(xù)，往往難以表現(xiàn)出自然的紋理，這種場合定義三維的紋理函數(shù)進(jìn)行立體紋理映射是非常有效的。用過程紋理模擬物體表面細(xì)節(jié)，能夠在非常復(fù)雜的曲面上表現(xiàn)連續(xù)的紋理，且紋理效果不受物體表面形狀的影響，可以很大程度的解決紋理走樣問題。4.1.2OpenGL實現(xiàn)紋理映射的步驟(1)指定紋理在最簡單的情況下，紋理是單個圖像。利用稱為MipMap的技術(shù)，程序員可以指定同一紋理的多級分辨率圖像，在進(jìn)行紋理映射過程中，該技術(shù)可以按照景物表面在屏幕上所占區(qū)域分大小
6、，自動選擇合適分辨率的紋理圖像對景物表面進(jìn)行映射，以避免因紋理映射中的點采樣方式所導(dǎo)致的紋理走樣。另外，圖像的定義可以包括邊界值，以防止物體的紋理坐標(biāo)超出有效區(qū)域。邊界值允許程序員把多個紋理映射平滑的粘貼在一起，從而增加最大可用紋理的有效尺寸。相關(guān)函數(shù)：glTexImage2D()，glTexGen()。(2)紋理如何作用于每個像素點OpenGL根據(jù)片元的顏色和紋理圖像數(shù)據(jù)中的顏色來計算最終的RGBA值。程序員可以選擇下面三種功能中的一種：a.可以簡單的使用紋理顏色作為最終的顏色，這種方法如同貼花一樣，紋理被粘貼在片元的表面上；b.可
7、以用紋理來調(diào)整片元的顏色和顏色比例，該技術(shù)對光照和紋理的綜合效果非常有用；C.用紋理值將一個固定的顏色和片元的顏色混合在一起。相關(guān)函數(shù)：glTexParameter(···)，glTexEnv(···)。(3)激活紋理顏色在繪制場景之前需激活紋理映射。相關(guān)函數(shù)：glEnable()，glDisable()。(4)利用紋理坐標(biāo)和幾何坐標(biāo)繪制幾何場景在粘貼紋理之前，必須說明紋理相當(dāng)于片元是如何排列的。也就是說，必須指定場景中物體的紋理坐標(biāo)和幾何坐標(biāo)。對于二維紋理圖可指定其兩個方向上的紋理坐標(biāo)均為[O.0，1.0]，而要粘貼紋理的物體坐標(biāo)可
8、以是任意的。相關(guān)函數(shù)：glTexCoord*()。4.2用多層紋理混合貼圖模擬融合性地表4.2.1紋理混合貼圖對于小的地形，我們可以考慮在整個地形上貼一張紋理。比如65×65的地形貼上一張128×128的圖片。但是當(dāng)?shù)匦?/p>
