基于OGRE引擎的虚拟场景浏览

虚拟现实技术的虚拟交互性得到了越来越广泛地应用,虚拟场景浏览技术有效地解决了现实世界的时空局限等瓶颈问题.在对虚拟现实(3I)原理研究分析的基础上,依据插件设计的思想,设计了一种基于OGRE引擎的虚拟场景浏览框架,框架明确的包含两个端:渲染端和控制端.渲染端封装了OGRE渲染引擎,实现了快速实时的渲染;控制端,通过建立虚拟漫游交互机制来完成虚拟场景与外设的实时控制.基于OGRE八叉树的场景管理、射线查询算法、寻路算法、物体的拣取、RTT等技术的运用实现了用户与虚拟环境的交互系统,用户操作信号输入到计算机中并作用于虚拟环境,创建实时渲染处理结构,实现人与虚拟环境的实时快速的交互;基于OpenAL,OggSound的音效系统,克服了用户在场景浏览时的单调与乏味,更具真实感,丰富了场景浏览的真实性.在实践中应用OGRE图形引擎、CEGUI界面库、OpenAL,OggSound声音库实现了该系统.     

基于OGRE的汉字渲染方案

OGRE（object-oriented graphic render engine）作为一种通用的图形渲染引擎并不提供专门针对汉字的渲染方案。汉字字符与英文字符存在很大差别,不能简单套用英文字符的渲染方法,分析了汉字在OGRE的场景中的3种不同的渲染方案。并在讨论和比较的基础上,深入的研究并实现了在现阶段比较有价值的方案,为进一步研究积累了经验。     

一种基于OGRE图形引擎的实时分布式渲染系统

虚拟现实的实时交互得到了越来越广泛地应用,实时分布式渲染有效地解决了普通PC机渲染的时间瓶颈问题,提高了系统实时渲染性能和输出分辨率。在对分布式渲染原理研究分析的基础上,依据设计模式的思想,设计了一种基于Sort-First结构的实时分布式渲染框架和同步机制,并在实践中应用OGRE图形引擎实现了该系统。     

基于OGRE粒子系统在烟花渲染中的研究

为了实现对自然现象和景物及日常生活进行真实模拟,在游戏和虚拟生活中都要创造大量的虚拟场景,使用虚拟渲染也节省开发成本,加上粒子系统在计算机图形学中的地位十分重要。文中在OGRE（Object-Oriented Graphics Rendering Engine）引擎架构上,对粒子系统的原理、结构和其脚本语言、粒子系统的烟花虚拟渲染流程进行了研究,文中对以往烟花渲染进行了改进,提出一种程序和脚本相结合的方法,通过OGRE引擎进平台进行实验论证,实验结果取得了较好的视觉效果,证明文中提出的方法可行,而且节约开发时间和提高开发效率。     

基于面向对象八叉树的飞机虚拟维修场景渲染

为了加速大规模虚拟场景的渲染速度,采用基于面向对象八叉树的方法对场景进行渲染。该方法将面向对象技术与传统八叉树技术相结合,采用面向对象八叉树剖分虚拟场景,对场景进行管理;将物体结构树的最小零部件作为最小存储单元,采用叶节点保存对象信息,减小树的存储量和处理时间,降低算法的计算负担;在面向对象八叉树的基础上,采用模型遮挡裁剪算法对位于视域范围内的模型进行遮挡裁剪,减小实际渲染的物体数量,提高渲染速率。通过对飞机虚拟维修场景进行渲染实验,证明了该方法的有效性。     

基于OPENGL的树木场景渲染分析与实现

研究了基于OPENGL的树木生成算法与树木场景渲染模式,针对自然界中的植被场景中植物的三维建模难以实现高效、快速、准确的实时渲染的难题,为改善树木形态结构建模与实时渲染的效果和速度,提出了一种面向GPU的针对叶簇的渲染架构,给出了树木建模与渲染的具体实现算法,并完成了三维替代物渲染技术,结合叶簇不同形态,采用基于几何模型的枝干渲染和基于2.5维替代物的叶簇渲染,较大地提升了视觉效果的真实性,使树木建模与实时渲染效率和准确性均得到明显提高。仿真结果表明,树木场景渲染实现模式能够较好的满足图像处理需求。     

虚拟场景实时渲染软件优化方法

针对影响虚拟场景实时渲染速度与场景精细度的矛盾,研究了虚拟场景实时渲染的软件优化方法.对虚拟场景构建的设计阶段进行场景分割与预存储,对建模阶段进行模型与贴图的优化处理,对运行控制阶段进行可见性细节层次设置与多线程控制.使用这些优化方法后,在保持视觉效果的同时,有效降低场景的复杂度,减少硬件设备的负担,从而提高实时渲染的速度与交互操作的流畅性.     

基于OGRE 3D的静态虚拟室内场景的实现

如今虚拟现实技术发展迅速,3D已经成为了人们生活的一部分,在我国,OGRE这个3D引擎在游戏中已经有所应用,但用在三维仿真中则极少;本文就3D技术中基于OGRE这个3D引擎的场景管理技巧进行了探讨,主要讨论了虚拟室内场景的分层管理以及摄像机多角度转动所引起的画面水平方向失衡的解决办法,给出了空间分层的场景管理方法。     

分布式多交互虚拟场景渲染的协同控制

针对分布式多交互虚拟现实系统场景渲染的协同控制问题,构建了基于分布式开放灵活的多交互虚拟现实系统结构,将协同交互技术集成到虚拟现实系统设计中,设计包含控制平台、网络服务平台和渲染平台的系统架构,提出了一种基于OGRE的分布式多交互实时协同渲染方法。完成了单个控制节点对应多个渲染节点时,多个渲染节点渲染场景的实时同步,以及多个控制节点在同一场景中的协同、交互。此研究成果应用于河北大学虚拟漫游交互控制平台,具有广阔应用的前景。     

大规模三维地形与天空场景的实时渲染

大规模三维室外场景包含大量的几何和纹理数据,给实时渲染带来了一定的难度.讨论基于四叉树结构的LOD地形和圆型天空体渲染方法,并在数据结构、可见性判定、算法实现等方面进行了优化,在此基础上,结合OpenGL和Visual Studio2005等工具进行开发和实验.实验结果表明,该方法能够根据不同的地形分辨率及视野范围,进行裁剪和剔除,有效地提高场景渲染的帧数,满足了实时渲染的要求.     

基于OGRE的虚拟场景的构建

在游戏以及虚拟现实中,需要创建大量的虚拟场景,该文利用3D建模工具创建场景模型,通过对模型的转换,利用OGRE图形引擎对模型进行实时渲染,提供了高性能的图形表现。     

基于体绘制的动态云场景模拟

为了实现动态云场景的创建与绘制,文中提出一种基于体绘制的三维云模拟算法。算法用Perlin噪声干扰椭球模型,得到云场景区域内体素颜色的基本数据,然后对体素颜色进行软化模糊和添加阴影处理,建立绘制区域的云数据模型;同时通过ray casting对绘制区域进行体数据采样渲染,模拟出三维云的效果。仿真实验结果表明：该算法模拟出的云场景可让云形状颜色位置动态改变,也可让视点穿过云层,具有动态和交互效果,是一种可行的动态云场景模拟算法。     

太空环境建模研究与实现

虚拟太空环境是与太空活动相关仿真的基础,星空背景是虚拟太空环境的重要组成部分。针对基于SAO星表进行星空背景建模数据量过大导致显示效率低的问题,对SAO星表数据域进行了精简,并在此基础上提出了一种星表数据按经纬度分块读取与绘制的快速算法。给出了星表数据的转换到特定时刻和特定视点的时空变换方法,同时还给出了不同星等的亮度纹理生成方法。实验结果表明能实现任意时刻、任意视点太空动态场景的实时绘制,并且真实感强,能够满足空间景象匹配与识别仿真的需要。     

考虑大气折射的天空场景真实感绘制

传统的天空场景绘制方法大都是基于大气对天空光和太阳光的散射,它们没有细致考虑大气折射的影响,因此无法绘制出太阳和月亮场景在不同观测条件下形状、色泽、光晕的变化,文章提出了一种考虑大气折射的天空光模型,首先基于大气光学知识推导出大气折射率与气压、温度和水汽压的定量关系,详细计算了光线在大气中的折射轨迹,采用一种考虑折射的路径跟踪方法计算天空光强度的分布,并绘制出不同时间、不同季节、不同观测地点下更具真实感的太阳、月亮和星星的天空场景。     

基于OGRE的双目立体显示研究与实现

双目立体显示是计算机图形学中的一项前沿技术,在虚拟现实领域发挥着重要作用.分析了双目立体显示的原理,根据平行双目投影模型,提出一种基于OGRE(面向对象图形渲染引擎)的双目立体显示方案.该方案充分利用OGRE中的虚拟摄像机和视口合成技术,并在底层结合CG脚本,保证了渲染的效率.结果表明,对于正负两种视差,该方案均有明显的立体效果,并能灵活漫游及更换不同的场景,非常适合实际应用.     

大规模雪场景的实时绘制

大规模雪场景的真实感实时绘制在虚拟现实、雪灾的预防和救援、军事仿真及游戏设计等领域有着广泛的应用价值,但现有方法难以同时生成大规模动态雪场景的积雪及飘雪效果.为此提出并实现了一种交互式大规模雪场景建模与实时绘制的新方法.为了精细地模拟场景的积雪效果,提出一种基于视点的自适应降雪遮挡图模型,能在实时更新地物的遮挡关系的同时大大减少大规模雪场景中积雪的计算量,并提高了计算精度;对于场景的飘雪,采用一种基于视点的雪粒子分层建模技术来减少雪粒子数量,将视点变换及降雪粒子系统移至GPU中进行加速计算;采用动态多旋转纹理来模拟飘落雪花的形状以增加其真实感;采用几何与纹理混合绘制的方式来减少大场景的复杂度.最终成功地实现了野外和城市两个大规模雪场景的实时漫游,在场景中可看到压雪累累的树枝雪挂景象及轿车上厚厚积雪等冬天美景.     

3D游戏图形渲染引擎的设计与实现

图形渲染是3D图形引擎的重要组成部分,是评价3D引擎的一个重要标志。首先,简要地介绍3D游戏引擎;接着,分析3D游戏图形引擎设计;最后,论述3D游戏图形引擎实现过程。     

虚拟雨景中路面湿润效果的实时建模与绘制

对虚拟雨景中路面湿润效果的模拟可大大增强场景的真实感．通过分析路面湿润效果的形成机制,提出了基于双层反射的路面湿润模型,根据子面反射理论和Torrance-Sparrow光照模型计算湿润时路面上的倒影和灯影,并采用路径跟踪技术对湿润效果进行绘制．利用GPU加速技术可实时绘制出不同情况下的路面湿润效果,效果逼真．