真實感圖形生成

真實感圖形生成,使用計算機生成具有連續色調、真實表面紋理和光照效果的景物真實感圖形的過程和技術。又稱真實感圖形合成。

基本介紹

  • 中文名:真實感圖形生成
  • 別名:真實感圖形合成
原理,繪製方法,運用,

原理

計算機真實感圖形是一種光柵圖形。光柵圖形顯示器的螢幕由一系列顯示單元組成,每一個顯示單元稱為一個像素。生成一幅真實感圖形時,必須逐個像素地計算畫面上相應景物表面區域的顏色。這種計算基於一定的光學物理模型,稱為光照明模型,分為局部光照模型和整體光照模型。
局部光照模型僅考慮直接來自光源的入射光在景物表面產生的光照效果,整體光照模型還須計入由於場景中景物表面間的相互反射、折射在景物表面形成的光照效果。基於景物幾何模型和光照明模型生成一幅真實感圖形的過程稱為繪製。

繪製方法

常用的繪製算法包括掃描線算法、光線跟蹤算法、光能輻射度方法等。由於光柵圖形螢幕通常包含數十萬甚至上百萬個像素,因此,如何開發利用景物的空間連貫性和圖像連貫性,提高繪製算法的效率是真實感圖形技術的研究重點。真實感圖形生成的研究內容包括:各種局部和整體光照明模型,大規模場景的實時消隱技術,表面真實感紋理生成技術,具有整體光照效果的場景繪製算法,真實感圖形生成中的反走樣技術,基於圖像的繪製技術。

運用

真實感圖形生成技術在計算機動畫、計算機仿真、計算機輔助設計、計算機輔助製造、科學計算可視化和虛擬現實等領域已廣泛套用,並將在複雜的自然場景、科技場景和社會場景的模擬方面發揮更重要的作用。

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