室內(nèi)場景實時陰影繪制算法的研究和應用.pdf

1、陰影不僅可以反映物體的自身形狀，而且可以反映物體間的相對位置關系。在三維室內(nèi)場景真實感渲染中，陰影的效果是不可缺少的。三維虛擬家裝是虛擬現(xiàn)實技術在家裝領域的一個新的應用，本文以虛擬家裝軟件為應用平臺，探討了室內(nèi)實時陰影繪制算法。
　　 本文首先研究了全局光照環(huán)境下的室內(nèi)場景的陰影渲染方法。在全局光照環(huán)境下，考慮了球面環(huán)境映照模型，采用了基于球面調(diào)和函數(shù)對場景中的物體進行逼近；結(jié)合預計算輻射度算法，為動態(tài)場景事先計算陰影域，實現(xiàn)場

2、景陰影的精確繪制。該算法陰影渲染效果柔和，虛擬場景繪制逼真，適合于高真實感場景的靜態(tài)渲染。但是由于預計算量過于龐大，耗時較長，較難滿足虛擬家裝的實時、動態(tài)渲染功能。
　　 為了滿足虛擬家裝軟件的陰影渲染的實時性，本文研究了局部光照模型。在局部光照環(huán)境下，比較了陰影體(Shadow Volumes)和陰影圖(Shadow Maps)算法的優(yōu)缺點。其中陰影圖算法是完全基于圖像空間計算陰影，因此該算法的效率比較高，但是也保留了圖像空間

3、算法的局限性，會出現(xiàn)鋸齒和走樣問題。本文采用了百分比漸近過濾技術(Percentage-Closer Filter, PCF)對硬陰影進行優(yōu)化，并探討了基于泊松碟采樣的PCF濾波技術。PCF算法雖然可以通過增加采樣次數(shù)對陰影邊緣鋸齒進行反走樣，但是采樣次數(shù)增加會降低執(zhí)行效率，而且不能生成柔和的軟陰影。
　　 為了能夠生成效果柔和的軟陰影，本文引入了Randima Fernando的百分比漸近軟陰影(Percentage-Clos