基于虚拟现实环境中自然光照实时渲染的方法研究

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1、的分类号：TP344单位代码：10183基研究生学号：201151E030密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）基于虚拟现实环境中自然光照实时渲染的方法研究者Virtualrealityenvironmentsnaturallightmethodbasedonreal-timerendering吉作者姓名：胡丹玲类别：工程硕士领域（方向）：电子与通信工程指导教师：杜巧玲副教授培养单位：电子科学与工程学院2016年ϭϮ月—————————————————————基于虚拟现实环境中自然光照实时渲染的方法研究——

2、———————————————————Virtualrealityenvironmentsnaturallightmethodbasedonreal-timerendering————————————————————————————————作者姓名：胡丹玲领域（方向）：电子与通信工程指导教师：杜巧玲副教授类别：工程硕士答辩日期：2016年12月3日II未经本论文作者的书面授枚，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改

3、编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±（或硕±）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中１＾＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：全词中曰期；於，的杉月參曰摘要摘要由于计算机

4、在新的多媒体环境中迅速的发展，在如何真实地重建虚拟环境和事物已经有了很多方法，如模型扫描技术、材质扫描技术、动作捕捉技术、表情捕捉技术等等，群集渲染农场也在各地、各个领域蓬勃的发展。但在虚拟现实中的实时渲染技术，仍是现阶段计算机艺术领域不断寻的课题，因此，近些年在虚拟现实的内容开发领域如何达到高品质画面实时呈现成为了研究的重点。模拟光影对虚拟场景的真实与否起到了非常重要的作用。由于光的特殊属性，随气温、气压、湿度、季节、时间的变化都有不同的变化，对生成模拟光影有很大挑战，稍有质量的下降、和刷新率过低就会让使用者

5、对真实性产生怀疑，降低沉浸感。但要想达到真实，要首先对光影实时呈现的速度和质量就非常之高。同时还要对漫反射、光反射、物体之间的折射、氛围和互动的虚拟现实特点，进行大量的计算，用以往的渲染技术很难在普通计算机上实时运行。目前，主流的影片渲染是通过主流的渲染软件通过cpu对图像的数据计算，计算速度无法达到虚拟现实所要求的实时渲染效果并因为渲染量本来就非常巨大，如果场景中有更多的细节和更多的交互，对于传统的软件渲染是无法实现的，而早期的游戏引擎因技术和硬件上的瓶颈也无法进行复杂的虚拟现实场景进行渲染，只能应用在简单的

6、互动平台，无法达到使用者对虚拟世界的游览要求。本文主要研究通过虚幻的游戏引擎配合MAYA、photoshop等图形软件相结合对复杂的虚拟现实场景进行实时渲染优化。通过模型精简非结构线段，用贴图多样化切换、虚拟引擎蓝图设计、延时光照和控制光源实时游览和交互的复杂场景的实时渲染优化，结合HDR技术和延迟光照模型，编写相应的着色器程序，达到百万面的场景实时游览和互动的效果，最终将所研究的优化流程应用到实时室内互动游览项目中，并对所有现阶段的虚拟现实内容的开发起到参考的意义。关键词：虚拟现实，MAYA，HDR，虚拟引擎

7、,UE4，蓝图设计，photoshopIABSTRACTAbstractDuetotherapiddevelopmentofthecomputerinthenewmultimediaenvironment,therearemanymethodssuchasmodelscanningtechnology,materialscanningtechnology,motioncapturetechnology,expressioncapturetechnologyandsoon,howtotrulyrebuildthe

8、virtualenvironmentandthings,clusterrenderingfarmInvariousplaces,variousfieldsofvigorousdevelopment.However,thereal-timerenderingtechnologyinvirtualrealityisstillthesubjectofcomputerartatthisstag