试析3d游戏引擎中大规模室外场景渲染技术的研究与实现

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1、中南大学硕士学位论文3D游戏引擎中大规模室外场景渲染技术的研究与实现姓名：曹敏申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：杨长兴20080527摘要经过不断的进化，如今的3D引擎己经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统。其中最重要的部分是渲染系统，而一个3D游戏技术水平的高低，往往是体现在它的渲染引擎上。3D引擎技术的难点之一就是大规模室外场景的渲染技术，它的研究与实现，在游戏开发中，拥有非常重要的作用。本文首先分析了3D引擎的一些特点，然后介绍了大规模室外场景的渲染相关技术，包括地形渲染技术与真实感场景渲染技术两方面。在大规模的地形渲染技术的设计上，本文提出了一种基于二叉

2、树的LOD改进算法来解决大规模地形渲染中的三角形数目问题。该LOD算法中，使用了视点相关以及和地形本身起伏程度相关的技术来决定地形应有的细节程度。在每次渲染前，都动态的更新地形网格，只渲染需要的节点。因此地形网格是不规则的。离观察者越远，细节越少，离观察者越近，细节越多。算法递归的分割每一个节点，直到到达需要的细节程度。这种分割依赖于节点的大小，节点内地形的起伏程度，以及观察者离节点的距离。地形的起伏程度事先被计算出来以提高速度。．：在场景真实感渲染设计上，通过光照仿真机制、纹理映射、基于图像的建模和绘制等多种技术，较为真实地表现了场景光照计算、天空体、水质模拟、光影特效和运动模糊

3、等多种游戏中必须的场景真实效果。最后，本文设计并实现了基于上述算法地形绘制系统，并指出进一步的研究方向。t．关键词3D游戏引擎，地形渲染，LOD技术，真实感渲染技术ABSTRACTWiththeconstantdevelopment，currentgameenginehasbecomeacomplicatedsystemconsistsofmanysubsystems，andtherenderingsystemisthemostimportantpartofwhichAsaresult，thetechnicallevelofarenderingsystemimplieswhicho

4、fthegameitself．Thelargescaleoutdoorscenerenderingisoneofthedifficultproblemsof3Dgameengine，theresearchandimpliesofwhichacoretaskingamedevelopmentis．。Thisdissertation，atfirst，willanalyzethecharacterof3Denginethen，introducesometechnologyofthelargescalescenerendering，whichincludetheterrainrenderi

5、ngandrealizationofdrawing．．Thedissertationutilizesanamelioratiedtwo．branchbasedLODalgorithmcalculatingmethodtosolvetheproblemoftrianglequantitiesinlargescaleterrainrendering．Inthispaper,theview-dependentandterrain’Sroughnessisusedtodeterminetheterraindetail．Theterrainmeshisrefinedbeforerender,

6、onlytheverticesareneededwillberendered．Sothemeshgridisirregular．Thefarfromtheviewer,thelessdetail．Theterrainnodesubdivideduntilthedesiredetail．Thesubdividingdependsonthenodelevel，theterrain’Sroughnessandthedistancebetweentheviewerandthenode．Theroughnessfactorispre—calculatedtoimprovespeed．Inor

7、dertodesigntherealizedscene，severallight—warecalculatingmodel，paintingmodelandtexturereflectingmodel，thatwellsimulatethesky,earth’Ssurface，water,movementblurandothereffects，whichmustbeenachievedinthegamescene．’Atlast，aterrainrenderingsy