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虚拟现实技术是近年来新兴的一项崭新的综合性信息技术,它融合多种信息技术的最新发展成果,为我们创建和体验虚拟世界提供了强有力的支持,并广泛应用到了社会的各个领域。
在虚拟场景中,尤其是室外虚拟场景中,水体真实感渲染如海洋湖泊,是非常重要的组成部分,因此已经出现许多精确表现水体的技术。水中真实感图的生成可以分为两类,水上场景渲染和水体场景渲染。
与水上场景渲染的诸多方法相比,很少有关注水体场景渲染的。本文提出了一种渲染水体场景的有效方法。水体中的光束,焦散和阴影都是很重要的光学效果。然而,由于光在水中发生折射,计算这些效果很困难并且非常耗时。为了解决这一问题,对IwaLsaki的水体光照渲染方法加以改进和简化。将水面划分为网格,网格点上的大规模折射向量定义的体为照明体。求出照明体的顶点光强,用照明体的侧面表现光束,照明体的底面表现焦散。对每个侧面,将四个顶点的光强加权求平均值,得到面的中心的光强。对底面,根据四个顶点的光强求出面上最亮的点的位置,并求得这个点的光强。再将照明体的顶点的光强设为0绘制照明体的侧面和底面。采用图形硬件来进行加速计算。
本论文组织为六章,其中第一章介绍了虚拟现实和水体光照渲染的发展概况;第二章详细介绍了虚拟现实技术;第三章介绍了水体的建模,包括海浪模型和Iwasaki的水体光照渲染方法;第四章介绍了渲染水体中的光束和焦散的具体方法;第五章介绍了实验结果;最后一章是对全文的总结。