基于Metal的实时光线追踪研究

真实感图形学就是利用光照、阴影及物体之间的交互模拟出一个真实的虚拟世界。渲染(Rendering)是图形学的研究重点,它是根据着色器、纹理等提供的数据信息通过信息处理的方式所生成的矢量图像,依据渲染方式的不同可分为实时渲染和离线渲染,文章将实时渲染中实时性和离线渲染中光线追踪算法结合起来,并使用Metal图形API实现了一个全局光照模型,最终达到了高精度且实时的渲染效果。     

XNA中基于GPU的太阳风粒子系统的模拟

太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。粒子系统被认为是模拟不规则模糊物体最成功的一种图形生成算法。在总结前人的基础上,提出了一种基于GPU的太阳风粒子系统的模拟。根据太阳风粒子的物理特性,同时受到电力和不均匀磁场力的作用,通过GPU算法进行实时渲染,动态模拟出太阳风爆发时的具有较强真实感和实时性的画面。     

计算机图像非真实感渲染研究综述

从计算机图像非真实感渲染技术的发展方面总结了非真实感渲染的发展历程,由上世纪90年代初期的基于笔画的渲染到现代的全局优化算法,计算机图形和图像处理技术的发展使得非真实感渲染算法可以处理更加复杂的图像,并且处理效果更好。同时分析了各种技术的优缺点以及各自的较好的适用情况及相关制约,最后总结了非真实感渲染所面临的挑战。     

基于真实感的虚拟现实关键技术研究

为了兼顾虚拟现实仿真应用中的真实感和实时性,以便营造流畅且高逼真的模拟环境,对真实感实时绘制关键技术进行具体研究。选取多细节层次模型(LOD)作为研究对象,并采用三角形网格简化模型对地形生成算法进行处理,提高了渲染速度。此外,采用基于三维透视投影的可视化策略对LOD选择机制进行设计,增强了场景的真实感。使用Visual C++开发语言和OpenGL开发工具对设计的LOD模型进行实现。模拟结果显示,提出的方法绘制效率较好,能够达到比较理想的场景仿真效果。     

可复用的雨天场景材质设计与实现

随着实时渲染技术的发展和成熟,环境和天气效果的渲染作为提升游戏体验的关键,受到了广大重视.降雨作为最常见的天气之一,使用十分广泛.雨天场景中,除了雨滴之外,物体在淋雨时的效果也很大程度上决定了整体的真实感.本文基于虚幻引擎(UE4)的材质系统,提出一个高效且具有一定真实感的渲染方法.     

面向VR应用的花卉植物物理渲染技术研究与实现

花卉植物高真实感的仿真交互是目前虚拟植物可视化研究的一个重要方向。随着虚拟现实技术的普及,越来越多的应用采用了VR头戴设备的呈现方式。VR系统需要高度真实的沉浸感画面,通用的植物建模和图形引擎渲染功能已不能满足该需求。该文通过分析光照原理并融合基于物理的渲染技术,提出基于双向散射分布函数BSDF的花卉植物高度真实感的物理渲染算法,利用ShaderLab,对几种盆栽花卉植物在光照下进行仿真,并对融合算法做优化处理。针对VR头盔设备HTC Vive的成像效果,对图像进行扭曲变形优化,使画面更符合人眼双目立体视觉成像效果,增强系统沉浸感。最后基于该方法设计并实现了一个头盔式VR花卉植物仿真模拟系统,获得了逼真的场景漫游体验效果。     

一种新的实时阴影渲染算法

对现有的实时阴影渲染算法进行详细的分析和比较,并给出了一种新的阴影渲染算法。该算法将阴影图和阴影体算法相结合,先通过阴影图绘制出阴影的轮廓,再利用阴影体算法更新轮廓处象素的模板缓冲值。该方法既克服了阴影图的边缘走样问题,又不会像阴影体算法那样占有大量的象素填充率。不仅渲染速度快,而且具有很好的渲染效果。     

PBR流程在游戏模型制作中的实践与应用

随着游戏产业的迅速发展，游戏模型制作技术迭代升级，基于物理原理的渲染（Physically-Based Rendering,PBR）作为一种先进的渲染技术，能够更加真实地模拟光照和材质的效果，已经在游戏行业广泛应用。利用PBR流程制作游戏模型呈上升趋势，不仅可以提升游戏画面质量，而且可以使模型更具真实感。基于此，以游戏道具模型为例，探讨PBR流程在游戏模型制作中的实践与应用，以常见的游戏道具模型为例，讲解PBR技术的应用流程。     

3DMAX辅助设计下的礼品绿色包装设计研究

针对礼品绿色包装设计结果存在的真实感效果不突出问题,研究3DMAX辅助下的礼品绿色包装设计。渲染引擎集成技术是一种包括礼品绿色包装建模软件、场景解算软件和渲染接口的集成技术,该集成技术通过礼品绿色包装建模软件3DMAX辅助设计礼品绿色包装,主要体现在场景元素解算中的材质贴图和包装渲染两个过程。其中,包装渲染中时间输出模块、输出文件参数设置模块和渲染参数设置模块,通过选择包装渲染模式、渲染图像尺寸大小和参数设置等完成对礼品绿色包装的渲染,增强礼品绿色包装设计结果的真实感。仿真实验结果表明,采用3DMAX软件辅助设计的礼品绿色包装结果真实感效果突出,包装设计结果渲染效果、材质贴片效果佳,且渲染用时和贴片用时短,因此,采用3DMAX软件进行礼品绿色包装设计价值高。     

非真实感渲染生成风格化图像的方法

非真实感渲染是计算机图形学的一个分支,借用它可以模拟多种视觉艺术的图像风格,也可用于发展新的图像风格。分析了非真实感渲染生成风格化图像的两个关键因素,并从线条、填色和线条与填色的混合效果三个方面,总结了非真实感渲染生成风格化图像的具体方法。     

基于图像绘制技术的红外场景模拟

红外场景模拟可为目标识别、跟踪提供必要的图像样本,对算法的训练、评估和可靠性检验具有十分重要的意义,基于建模的红外模拟方法不一定反映场景的客观情况,并且,计算量大、耗时,难于模拟出有真实感的红外图像。基于图像绘制技术,提出无需建模的基于图像的绘制方法来模拟红外场景图像,根据红外图像的特点,给出了计算基本矩阵的非线性迭代算法和基于特征约束的动态规划立体匹配算法。由于参考图集是实际图像,因此,模拟图像更符合景物的真实情况,并且,该方法无需很复杂的建模过程,利于实时模拟。实验结果表明,该方法可有效地模拟出真实感的红外图像。     

基于边缘融合的图像非真实感特效渲染算法

针对传统的图像非真实感渲染制作受场所、设备的限制以及依赖人工绘制的周期长、效率低的不足,研究了彩色图像的非真实感渲染方法.提出了一种基于边缘融合的彩色图像非真实感渲染方法.根据非真实感图像的特殊性质,在进行渲染时必须考虑边缘和颜色两个重要因素.方法首先将RGB彩色图像转换为Lab彩色图像,并对L通道进行梯度滤波,获取边缘梯度图.然后对L通道进行灰度量化,并合并量化后的L、a、b三个通道,将其转换为RGB图像,最后将边缘梯度图和量化后的RGB图像融合,得到非真实感渲染后的图像.实验结果表明,与前人提出的基于扫描线的非真实感渲染算法相比,方法能克服扫描出现的颜色突兀跳变与虚假条纹,有一定的实用意义.     

在CINEMA 4D中用三种方法制作模拟草

CINEMA 4D包括Advanced Render、MOCCA、Thinking Particles、Dynamics、BodyPaint 3D、NET Render、Sketch and Toon、Hair、MoGraph共九大模块,实现建模、实时3D纹理绘制、动画、渲染(卡通渲染、网络渲染)、角色、粒子、毛发、动力系统以及运动图形的完美结合,被业界誉为"新一代的三维动画制作软件",广泛应用在各种行业里.在国外用CINEMA 4D的人非常多,因为它的效率非常高.     

VRay渲染器与光影的艺术

渲染是图像品质优劣的关键.VRay渲染器是目前非常流行的外挂渲染器,它的特点是模拟真实光照效果,其真实性、可操作性都非常强.本文首先分析VRay的材质和VRay的灯光的运用、以及VRay的操作方法,之后逐步分析VRay渲染器的使用方法和艺术效果.     

嵌入式实时系统的文字快速渲染与处理方法

对于嵌入式系统文字显示问题,在实时绘制大批量文字时,如果系统性能及存储空间有限,文字显示的效率问题会更加突出。因此,文章提出一种嵌入式实时系统文字快速渲染与处理方法。基于TrueType矢量字体库和FreeType字体引擎,定制常用文字并生成矢量位图。然后,通过OpenGL将矢量位图转换为纹理缓存进行文字绘制,优化纹理缓存更新算法,采用此算法对生成的纹理进行更新和维护,从而提高文字渲染与显示效率。最终,通过图形图像处理软件在计算机中显示出文字。采用此方法不仅提高文字快速渲染的效率,同时也节省运行和存储空间,为嵌入式实时系统的大批量文字绘制与显示,提供一种快速渲染与处理方法。     

人体皮肤真实感实时渲染研究

人体皮肤是一种高度散射的半透明材质,与光线之间的交互过程很难建模和模拟,因此皮肤的真实感实时渲染比较困难。从基于模糊化处理的渲染、基于纹理空间的渲染和基于屏幕空间的渲染等三方面,对皮肤真实感实时渲染进行综述,详细分析了每种方法实现的思路和原理,方法之间的改进和差异,对各种方法的优缺点和适用范围作了总结和比较等,最后给出了将来研究的方向。     

基于手绘草图的建模技术

基于手绘草图的建模技术图形学与动画关系概述对于动画制作而言,图形学的两大贡献就是建模(Modelling)--也称为造型渲染(Rendering)--也称为绘制建模包括:环境建模、流体建模、实体建模等过程化建模、物理建模、参数化建模等渲染包括:真实感渲染、非真实感渲染等手绘方式建模技     

PBR流程技术在构建三维植物模型中的应用

随着信息技术的不断发展,虚拟仿真技术在中药学专业的学科教育中的应用越来越广泛,但普遍存在模拟效果不真实,大大影响了用户在学习使用中的体验感与沉浸感。针对以上问题,以药用植物学作为理论指导,利用PBR流程技术对药用植物进行三维虚拟。选取紫花地丁为例,分别对其根、茎、叶、花等四大植物器官进行三维模型构建,并结合Substance Painter软件完成BaseColor、Roughness、Metallic以及Normal四类贴图的绘制,最后在三维动画软件Maya的Arnold渲染器中进行渲染。最终画面渲染效果可以真实还原植物表面的细节,真实感得到了较大的提升。     

基于球面调和函数的环境映射技术

针对三维虚拟场景的光照一致性问题,以提高场景的真实感为目的,研究了一种基于环境映射的光照技术。此方法采用全景辐射度图对场景进行照明,并利用球面调和函数近似估计理想漫反射物体表面的光亮度,同时添加了漫反射阴影交互转移,实现了低频光照环境下漫反射物体捕获软阴影的实时渲染。实验结果表明,算法绘制质量高,具有一定的实用价值。     

HDR特效在3D游戏中的应用

随着技术的发展,3D游戏画面越来越趋于真实化,游戏用户不但要求游戏中的每一种物体具有真实的外观以及物理特性,同时还要有真实的光影效果。HDR高动态实时光照渲染目前是一种在3D游戏中流行特效技术,它能实时模拟真实的光照环境,通过光线实时计算及渲染体现物体质感与细节,以实现对游戏画面真实性的要求。本文主要探讨了HDR特效的技术原理、HDR与Bloom的区别以及游戏中HDR特效实现方法等。