论文摘要
真实感图形学作为一种图形生成技术,一直是计算机图形学研究的前沿领域。对复杂场景的应用光照模型和渲染技术进行研究,使不同环境的光照模型和渲染技术实现通用,以方便其在工程实践中的应用,简化视景仿真等图形工程领域的工程设计,提高真实感图形的渲染效果,是本文研究的目的。针对实际应用中光照模型无法实现领域通用性的问题,本文以水下场景为例,分析水下场景绘制的特殊性,从光度学角度解释了光线在水下衰减强烈的原因,然后提出一个基于Whitted全局光照模型的水下场景光照模型。在该模型中,将水下场景能见度作为光强的影响因素考虑进来,使水下场景绘制更具真实感。本文进一步在分析环境特性和光线传播特性基础上,将水下场景光照模型推广到复杂场景中,通过对不同场景光线传播介质的抽象,将环境模型简化成一个光线在多层半透明介质中传播的模型,在水下场景光照模型的基础上,提出一个复杂场景的光照模型。最后通过光线跟踪算法,采用三维图形生成软件POV-RAY实现水下场景光照模型的渲染效果图。通过该实验,验证了水下场景光照模型的优越性,包括提高了水下场景渲染的真实感效果,简化了应用光照模型,实现了光照模型的通用。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题研究的目的与意义1.2 国内外研究现状1.3 论文研究内容与结构安排1.3.1 论文主要研究内容1.3.2 论文结构安排第2章 真实感图形的绘制技术2.1 真实感图形的绘制过程2.2 场景造型2.2.1 多面体造型2.2.2 曲面造型2.3 取景变换2.3.1 场景坐标系2.3.2 观察坐标系2.3.3 取景变换2.4 隐藏面的消除2.5 纹理和阴影2.6 颜色模型2.7 本章小结第3章 光照模型3.1 简单光照模型3.1.1 环境光和Lambert漫反射3.1.2 镜面反射和Phong模型3.1.3 简单透明模型3.2 整体光照模型3.2.1 Whitted模型3.2.2 Hall光照模型3.3 线、面光照模型3.4 本章小结第4章 复杂场景光照模型4.1 基于水下场景的光照模型4.1.1 水下场景绘制特点4.1.2 光度学角度分析光线衰减原因4.1.3 基于Whitted光照模型的水下场景光照模型4.2 复杂场景光照模型的研究4.2.1 大气环境光线传播模型4.2.2 复杂场景光照模型4.2.3 模型应用4.3 本章小结第5章 基于光线跟踪的水下光照模型实验研究5.1 实验涉及的相关技术5.1.1 主流渲染算法5.1.2 光线跟踪算法原理5.1.3 光线跟踪中的阴影生成5.1.4 加速光线跟踪算法的常用策略5.1.5 三维图形生成软件POV-RAY5.2 水下场景光照模型的实验研究5.2.1 模型的场景定义5.2.2 实验采用的主要算法5.2.3 渲染效果图及结果分析5.3 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
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标签：计算机图形学论文; 真实感渲染论文; 光照模型论文; 光线跟踪算法论文;
