试析复杂场景真实感渲染技术研究

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1、分类号：——UDC：——㈣㈣密级：——编号：——工学硕士学位论文复杂场景真实感渲染技术研究硕士研究生指导教师学位级别学科、专业所在单位论文提交日期论文答辩日期学位授予单位：张彩芳：孙长嵩教授：工学硕士：计算机应用技术：计算机科学与技术学院：2007年12月：2008年1月：哈尔滨工程大学哈尔滨T程大学硕士学位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

2、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

3、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。关键词：计算机图形学；真实感渲染；光照模型；光线跟踪算法哈尔滨丁程大学硕士学位论文AbstractAsonekindofgraphicsgenerationtechnology,realisticgraphicsisalwaysinthefrontofcomputergraphics

4、domain．TheapplicationofiUuminationmodelandrenderingtechnologyincomplexscenesandtheuniversalityoftheilluminationmodelandrenderingtechnologyinthedifferentscenesarestudiedinthisthesis．Makingitsapplicationconvenientinengineeringandsimplifyingengineeringdesigningraphic

5、engineeringdomainsuchasvisualsimulationarethetargetsofthisthesis．Astheilluminationmodelscouldnotbeusedinall—purposeareasandrealizeuniversality,theunderwatersceneiStakenasallexample，andthedrawingfeatureofunderwatersceneisanalyzed，thereasonswhylight’SaUenuationishig

6、hunderwaterisillustratedbyphotometrytheory,andthenanunderwatersceneilluminationmodeliSpresentedwhichiSbasingonthewhittedglobalilluminationmodel．TheunderwatervisibilityiSreferredasafactorwhichaffectsthelightsintensityinthismode，whichmakestheunderwaterscenerealistic

7、graphicsmuchbetter．Basedonresearchdeeplyonthefeatureofdifferentscenesandthefeatureof1ightstransmitting．theunderwatersceneilluminationmodeliSexpandedtobeusedincomplexscenes．ThenthemediaofdifferentscenesiSabstractedinwhich1ightsaretransmittedandthecomplexscenesmodel

8、iSsimplifiedtoamodelwhichincludesmanylayersofsemitransparentmediaandacomplexscenesilluminationmodelbasedontheunderwatersceneilluminationmodelisproposedi