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《虛擬場景的限時(shí)繪制技術(shù).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、虛擬場景的限時(shí)繪制技術(shù)虛擬場景的限時(shí)繪制技術(shù)作者：任利鋒發(fā)表刊物：全國圖象圖形學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表時(shí)間：2005-10虛擬場景的限時(shí)繪制技術(shù)任利鋒張明敏潘志庚（浙江人學(xué)CAD&CG國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310027）摘要：本文介紹靜態(tài)場景的限時(shí)繪制技術(shù)。文章先簡單分析一下繪制的流水線。然后介紹在流水線各個(gè)階段采取的加速算法：可見性裁剪、細(xì)節(jié)層次、圖象緩存。其小可見性裁剪就是找出不可見物體，把它們盡早地排除在流水線外。而細(xì)節(jié)層次技術(shù)是在合適的時(shí)候忽略一些次要的細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)，減少通過流水線的負(fù)載量。紋理緩存技術(shù)則是把前血幀的繪制結(jié)果存成容易繪制的圖像表示，用在后續(xù)幀小替
2、代費(fèi)時(shí)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和光照計(jì)算。文章最后介紹了限時(shí)繪制框架，該框架為場景屮的物體選擇合適的繪制方法，使得繪制的結(jié)果最優(yōu)。關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)繪制；可見性裁剪；細(xì)節(jié)層次；圖象緩存；限時(shí)繪制Abstract:Wereviewedsomerepresentivetechniquesofrenderingofstaticscenes.Firstwegaveabriefanalysisoftherenderingpipe!ine.Followedbyacceleratingtechniquestacklingeachstageofthepipeline,namelyvisi
3、bilityculling,levelofdetailsandimagecaching.Thecoreofvisibilitycullingistofindinvisibleobjectsandexcludethemfromthepipeline.Andbyignoringlessimportantdetailswhenpossible,thelevelofdetailstechniquesuccessfu11yreducetheworkloadofthepipeline.Imageeachingtechniquestorestheresultofti
4、nie-consumingrenderinginpreviousframes,thensimplywrapthiscachedresultinsubsequentframes.Attheendofthisarticle,weintroducedaframeworknamedtime-criticalrendering,whichkeepmultiplerenderingskemesforeveryobjectinit,andchoosetheskemethatmaximizeabenefitfunction,ofwhichtimeisimportfac
5、tor,asthebestsolution.keywords:Real-timerendering;VisibiIityculling;LOD;Imagecaching;Time-criticalrendering0弓
6、言在圖形學(xué)發(fā)展的早期，研究考追求的是提高計(jì)算機(jī)生成的圖象的真實(shí)感。隨著場景的H漸復(fù)雜和各種復(fù)雜的光照明技術(shù)的廣泛應(yīng)川，計(jì)算機(jī)生成的圖象越來越逼真，但繪制需要的計(jì)算量也越來越人。近年來，三維交互圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等丿"用的興起，人們更加注重的是身臨其境的感受。而相關(guān)的硏究表明，系統(tǒng)具有和實(shí)際行為相似的動(dòng)態(tài)特性遠(yuǎn)比逼真的靜態(tài)圖象更重要。真實(shí)的
7、動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵有兩個(gè)方面：圖象的更新要及時(shí)，即延時(shí)短；圖象更新的頻率高并且穩(wěn)定。單靠主機(jī)和圖形加速卡的性能提高遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些應(yīng)用的計(jì)算要求。為了緩解計(jì)算量和繪制時(shí)間的才盾，出現(xiàn)了幾種代表性的加速技術(shù)，如可見性裁剪(VisibilityCulling)x細(xì)節(jié)層次(LOD)、圖象緩存(ImageCaching)等［1］。另外，研究人員還提岀了一種迥然不同的計(jì)算機(jī)制一一限時(shí)繪制機(jī)制(Time-CriticalRendering)0可見性裁剪著眼于在繪制開始以前確定景物的LJ見性，剔除在最終圖象中不可見的幾何元素，只繪制可見部分。細(xì)節(jié)層次著眼于省略不能分辨清
8、楚的細(xì)節(jié)，在物體的的幾何細(xì)節(jié)超過顯示設(shè)鑄的表達(dá)能力時(shí)，采用粗略的幾何表示。圖象緩存的出發(fā)點(diǎn)則是利用幀間的連貫性，把C有的繪制結(jié)果稍作調(diào)整應(yīng)用到后續(xù)幀的繪制過程屮，達(dá)到節(jié)省重復(fù)計(jì)算的日的。最后，限吋繪制機(jī)制是一個(gè)綜合考慮系統(tǒng)的計(jì)算能力以及繪制的時(shí)間和質(zhì)彊要求，必要時(shí)降低繪制結(jié)果的質(zhì)暈保證繪制在指定時(shí)間內(nèi)完成的算法框架。木文將首先簡耍冋顧一下主流圖形卡的繪制流水線，然后介紹幾種加速技術(shù)的最新進(jìn)展，分析其節(jié)省繪制時(shí)間的原理，并在每節(jié)的最后指出該技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用領(lǐng)域。1繪制過程為了史加清楚地認(rèn)識(shí)各種加速技術(shù)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，我們需要站在整體的高度來看待這些技術(shù)
9、。為此，先來冋顧一下時(shí)下主流圖形碩件的繪制流水線。在省略了一些具體的細(xì)節(jié)以后，繪制流水線可以劃
