浅议真实感物体表面细节绘制方法

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1、浙江大学硕士学位论文真实感物体表面细节绘制方法姓名：杨健申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：陈天洲;金波20060201浙江大学硕士学位论文摘要本文主要讨论真实感物体表面绘制方法。如何真实有效地表现物体表面的光学特性和几何细节结构‘直是计算机图形学领域的重要研究课题。H前，对于表面光学特性和几何细节结构的绘制已经分别提出了一系列基于数学物理模型的方法和基于测量的方法。这两类方法都有着各自的优缺点，基于数学物理模型的方法通常数据处理比较简单，但是绘制效果不是很真实，而基于测量的方法通常绘制效果好，但是往往数据量大，且处

2、理复杂。在本文中，作者提出了一种结合数学物理模型和测量数据来绘制物体表面的方法，该方法通过将BRDF测量数据和基于高度场上光线跟踪的表面几何细节绘制方法相结合能真实有效的绘制出物体表面的光学特性和几何细节结构，然而，该方法不需要大量的测量数据和复杂的数据处理技术。然后，作者在本文中进一步提出了如何使用最新的可编程图形硬件来加速该绘制方法，通过将BRDF数据和高度场数据处理成纹理，像素着色程序可以使用它们在像素着色器中进行高度场上的光线跟踪，并从BRDF数据中检索出相应光线和视线方向下的表面光反射系数。在进过硬件加速后，该方法能做

3、到实时的绘制真实感的物体表面。关键字：表面绘制，几何细节结构，BRDF，可编程图形硬件浙江大学硕士学位论文AbstractThisthesisdiscussesthemethodsrenderingthesurfacerealism．Howtoreflecttheglossanddetailgeometrystructureonthesurfacealwaysisanimportantfieldinthecomputergraphics．Currently,peoplehaveproposedsomemethodsthatbas

4、edonmathematicphysicalmodelorbasedonmeasuringactualsamples．Thetwokindsofmethodshavedifferentprosandcons．Themethodsbasedonmathematicphy7sicalmodelaresimpleindataprocessing，buttherenderingresultsarenotveryfine．Onetheotherhand，themethodsbasedonmeasuringactualsamplesCall

5、giveoutfinerenderingresults，buttheyneedalargenumberofdataandcomplicateddataprocessingtechnology．Inthisthesis，theauthorproposedamethodthatcombinesthemeasuringdatawiththemathematicphysicalmodel．ThemethodappliestheBRDFdatatothealgorithmthatrenderingthedetailsurfacebyray

6、—tracingonaheightmap，thenthemethodcarlrendertheglossanddetailgeometrystructureofasurfaceatthesametime；however,themethodneednotalargenumberofdataandspecialdataprocessing．Furthermore，theauthorintroducedhowtOusetheprogrammablegraphicshardwaretoacceleratethemethod．Afterr

7、epresentingBRDFdataandheightmapastexture，thevertexshadingprogramCanusetheytocomputetheproperreflectionaccordingtothedirectionoflightandview．AReracceleratedbythehardware，themethodCanrendertherealismsurfaceinreal．time．KeyWords：Rendering，Mesostructure，BRDF,GPU．2．浙江大学硕士学

8、位论文第一章绪论在现实世界中，一个物体表面的视觉效果通常是由光照，物体表面的材料属性和表面的几何结构决定。因此，计算机图形学的一个主要任务就是研究如何在计算机上真实有效地模拟此三种要素，以及它们之间的相互作用，从而生成高真实感的计算机图像。本文主要讨论了针对物体