游戏中实时渲染的研究与应用

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1、北京交通大学专业硕士学位论文游戏中实时渲染的研究与应用ResearchandApplicationofReal—TimeRenderingintheGame作者：周毓导师：赵宏副教授2013年7月学位论文版权使用授权书11Y11111111211111411IIl2111118ILll2IIIIqlllllIIl8IIIII本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存

2、、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)粼一躲帕签字日期：诩弓年7月lp目导师签名：叛t无签字日期：pl净7月勿日中图分类号：TP311．5UDC：620学校代码；10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文游戏中实时渲染的研究与应用ResearchandApplicationofReal-TimeRenderingintheGame作者姓名：周毓导师姓名：赵宏学位类别：工学工程领域：软件工程学号：10125853职称：副教授学位

3、级别：硕士研究方向：数字媒体技术北京交通大学2013年7月致谢本论文是在我的导师赵宏老师的悉心指导下完成的。从论文的选题、方案论证、研究内容和方法的确立，直到论文结构编排的整个过程，都倾注了导师大量的心血。赵老师渊博丰厚的学识、严谨科学的治学态度、启发诱导式的指导方式以及对人对事极负责任的态度，都使我终生受益。研究生期间，我从导师那里不仅学到了丰富的专业知识，而且学会了如何思考，如何开展学习工作，如何做人。在此论文收稿之际，谨向赵老师表示深深的敬意和衷心的感谢!感谢吴炜老师在我学习图形学相关的课程时给予的帮

4、助，以及在研究生期间教授知识的所有老师，再次向他们表达我的感激之情。感谢北京交通大学软件学院曾给予我关怀、指导和帮助的各位老师。感谢软件学院研究生1004班全体同学，他们在学习、工作和生活等各方面都曾给予我极大的帮助和支持。向他们表示由衷的感谢和良好的祝愿!感谢我的家人，他们一直是我战胜困难的精神支柱，感谢他们多年来对我的关心和支持!IE夏交逢太堂壹些亟±堂僮途塞虫室擅要中文摘要在当前计算机运算处理能力与显示能力共同提升的情况下，同时又要保证一定的程序运行效率的基础上，计算机可以绘制出更加逼真的三维场景。然

5、而传统的游戏画面还停留在过去的图形硬件显示水平上，游戏场景相对而言比较粗糙，已经不能满足当前游戏产品的新需求，如果一款大型的3D游戏还是以较差的显示效果发布的话，极有可能会在第一时间里被玩家淘汰掉，那么游戏本身在的其他方面所做的创新与改造也会失去其意义。针对这种情况，当前的游戏产品需要加入更多利用实时渲染的场景元素，以增强场景的真实感体验。本论文研究的对象是游戏中水面的实时渲染与阴影的实时渲染，目的是为了将水面与阴影这两种效果，以更加符合人们审美观的方式应用到游戏的场景中。水面渲染部分研究了水面效果的数学模

6、型，包括水面波浪起伏变化的模拟和水面光学效果的计算，并将其转化为数学方程公式。水面渲染的整个过程，从图形渲染的角度可以拆分成几个相对独立的渲染单元与计算单元，分别对其进行独立的设计实现。同时水面渲染要涉及到多个水面信息调整参数，将这些参数添加到场景编辑器中进行编辑，会渲染出多种不同效果的水面。阴影渲染采用了模板阴影体与阴影贴图两种不同实现技术，本文深入研究了这两种阴影效果的实现原理以及它们各自的特点，分析设计了这两种阴影的实现流程，并且针对各自的实现特点进行了效果与效率方面的对比，最后详细描述了这两种阴影在

7、实现过程中的关键步骤，以及在项目应用中的方法与技巧。将以上两个方面的效果应用到游戏当中，会对游戏场景的真实感起到很大的作用，让玩家具有更强的置入感，尤其是对于写实风格的游戏来说。同时论文的研究的方案可以应用于多个领域，比如说虚拟现实的展示、电影特效模拟、广告的制作等等。关键词：渲染；实时；水面；阴影分类号：TP311．5j丘塞交通太堂童些亟±堂僮途塞一一—————————————————丛掣Abstracthlthecaseofcomputerprocessingpoweranddisplaycapabil

8、ltlesenhallced，computerc锄drawamorerealisticthree—dimensionalscenewiththegu盯anteeofop训ng龋ciency．HoweV％thetraditionalgamesceneisstillonthepastleVel，删1srelativelvrou曲；itcan’tcatchupwiththenewdemandsofthec11Hentg