基于軟件的三維實(shí)時渲染算法測試平臺的研究與開發(fā).pdf

1、隨著實(shí)時計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。三維實(shí)時渲染算法的選擇基本上決定了一個交互式圖形系統(tǒng)的性能，將相關(guān)算法組合起來，就構(gòu)成了一條渲染管線。不同的應(yīng)用環(huán)境有不同的管線設(shè)計，同樣的管線功能階段可以用不同的算法實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)階段還不存在一個通用的管線方案。因此，需要有一種方法來衡量一個算法是否適用于具體的應(yīng)用環(huán)境。這正是本文中所介紹的算法測試平臺的用途。 圖形硬件以高于摩爾定律的速度不斷發(fā)展。同樣的應(yīng)用程序在不同的圖形硬件上運(yùn)行

2、，將會獲得不同的效果?？紤]到硬件上的差異性，本文中的算法都是以軟件形式實(shí)現(xiàn)的。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于兩個方面。首先，可以消除了用于測試算法的硬件環(huán)境與最終用戶硬件環(huán)境的差異性。讓測試平臺處于一個不依賴于硬件的環(huán)境中，保證了所得到結(jié)論的正確性。其次，它消除了不同用戶之間硬件的差異性。當(dāng)用戶的圖形硬件不支持某種算法時，它能夠以軟件的方式實(shí)現(xiàn)，保證渲染系統(tǒng)在不同的硬件上都能運(yùn)行。 為了將一個具體的三維場景轉(zhuǎn)變?yōu)槎S圖像，本文設(shè)計了一個基于軟

3、件的三維實(shí)時渲染管線?？紤]到實(shí)時渲染系統(tǒng)之間的相似性，設(shè)計了一套軟件圖形接口。為了找到合適的管線實(shí)現(xiàn)方案，實(shí)現(xiàn)了一個基于上述渲染管線和圖形接口的算法測試平臺。通過對不同的渲染算法進(jìn)行選擇或?qū)Ρ龋罱K確定了渲染這個三維場景的合適算法。 本文的主要特色在于四個方面。首先，提出了基于軟件的三維實(shí)時渲染算法的概念，其主要目的是為了消除硬件差異性。其次，針對一個具體的三維場景，設(shè)計了一條基于軟件的三維實(shí)時渲染管線。再次，設(shè)計了一個軟件圖形