發(fā)布時間：2021-04-23 18:47

　　在駕駛仿真領域的中,視景畫面的真實感一直是軟件設計時的重要需求,視景場景中包括多種物體模型,其中,在人機交互過程中經(jīng)常出現(xiàn)的是車輛模型。在當前仿真系統(tǒng)中使用的是一類以紋理貼圖配合簡單外形制作的車輛模型。這種模型缺乏真實感,影響視景畫面的整體真實感效果,更加無法滿足當前智能駕駛領域對駕駛仿真測試環(huán)境的高精度需求。因此,為提高仿真系統(tǒng)的畫面真實感,需要一種將車輛模型高精度渲染的模型渲染算法。本文實現(xiàn)了一種基于物理的材質渲染算法,其理論基礎是基于雙向反射分布函數(shù)（Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF）的光照模型。該算法面向G PU架構優(yōu)化設計,采用OpenGL（Open Graphics Library）圖形顯示架構,通過OpenGL著色器語言（OpenGL Shading Language,GLSL）實現(xiàn)。算法對外提供可調節(jié)的參數(shù)設置,允許根據(jù)材質特性選擇金屬性著色和非金屬性著色,可設置的參數(shù)包括:材質顏色、光源顏色、表面光滑度和金屬度。該算法同時支持頂點法線、頂點顏色和紋理貼圖多種參數(shù)輸入形式。在模型部件上獨立使用該渲染... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究工作
    1.4 本文組織結構
第2章 表面光照渲染理論
    2.1 反射方程
    2.2 傳統(tǒng)光照模型
        2.2.1 Lambert光照模型
        2.2.2 Phong光照模型
        2.2.3 Blinn-Phong光照模型
    2.3 基于物理的光照模型
        2.3.1 菲涅爾反射
        2.3.2 微表面理論
        2.3.3 雙向反射分布函數(shù)
    2.4 本章小結
第3章 車輛材質渲染技術的研究
    3.1 材質模型
    3.2 材質模型的研究
        3.2.1 車漆材質
        3.2.2 玻璃材質
        3.2.3 鍍鉻金屬材質
        3.2.4 橡膠材質
    3.3 本章小結
第4章 環(huán)境光實時渲染技術的研究
    4.1 環(huán)境光分析
    4.2 天光的渲染技術
    4.3 動態(tài)環(huán)境光的渲染技術
    4.4 本章小結
第5章 車輛模型高精度實時渲染技術的設計與實現(xiàn)
    5.1 模型渲染系統(tǒng)的總體結構
    5.2 基于OpenGL的渲染流程
        5.2.1 OpenGL渲染過程
        5.2.2 基于頂點顏色的Gourand著色原理
        5.2.3 基于頂點法線的Phong著色原理
        5.2.4 法線貼圖和網(wǎng)格平滑的選擇和使用
    5.3 利用預渲染技術獲取動態(tài)環(huán)境的實現(xiàn)
    5.4 基于BRDF理論的通用材質渲染技術的實現(xiàn)
        5.4.1 菲涅爾項
        5.4.2 漫反射項
        5.4.3 法線分布項
        5.4.4 遮擋函數(shù)項
    5.5 基于物理渲染的各部分的整合
    5.6 測試
        5.6.1 測試環(huán)境
        5.6.2 傳統(tǒng)光照模型渲染效果及效率
        5.6.3 基于物理光照模型的車輛模型高精度渲染效果及效率
        5.6.4 各零部件渲染效果
    5.7 本章小結
總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間的論文及科研情況


【參考文獻】：
博士論文
[1]動態(tài)場景的真實感圖形交互繪制技術[D]. 潘明皓.浙江大學 2010
[2]基于GPU優(yōu)化的三維實時渲染技術的研究[D]. 毛華慶.武漢大學 2010
[3]虛擬環(huán)境下月球車仿真試驗系統(tǒng)及其若干關鍵技術研究[D]. 楊艷春.上海交通大學 2009
[4]三維地形場景實時渲染技術相關算法的研究與改進[D]. 曹巍.中國地質大學（北京） 2009
[5]面向復雜對象的實時虛擬展示關鍵技術研究[D]. 趙磊.浙江大學 2009
[6]可變材質的交互級全局光照明繪制算法的研究[D]. 孫鑫.浙江大學 2008
[7]面向虛擬現(xiàn)實環(huán)境的自然現(xiàn)象模擬關鍵技術的研究[D]. 王潔寧.天津大學 2005
[8]基于預計算及采樣的實時高真實感圖像繪制技術研究[D]. 梅春暉.浙江大學 2004

碩士論文
[1]基于三維圖像引擎實時渲染復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的研究與應用[D]. 唐前昭.電子科技大學 2018
[2]RenderAnts的紋理烘焙系統(tǒng)設計和實現(xiàn)[D]. 馬偉進.浙江大學 2017
[3]GPU上的交互式全局光照渲染系統(tǒng)[D]. 嚴俊.浙江大學 2015
[4]基于全局光照算法的實時渲染組件研究與應用[D]. 馬存鎖.電子科技大學 2015
[5]自發(fā)光粒子系統(tǒng)實時光照模擬[D]. 鄧德方.上海交通大學 2015
[6]基于輻射度回歸函數(shù)的可交互全局光照渲染改進[D]. 秦學.上海交通大學 2015
[7]真實感三維場景中實時渲染特效的研究與實現(xiàn)[D]. 張毓茜.電子科技大學 2012
[8]高質量全局光照的GPU研究與實現(xiàn)[D]. 米楠.浙江大學 2012
[9]全天候動態(tài)光影效果的實時渲染研究[D]. 趙薇.電子科技大學 2011
[10]基于HDR的實時光照技術研究[D]. 秦家水.西安科技大學 2010



本文編號：3155847