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《GPU在實時陰影繪制中的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第9卷91年第11月期計算機技術與發(fā)展V01．19No，ll200(X3MPUTERTDn】0I．OGYANDDEVELOPIvIENTNov．2009GPU在實時陰影繪制中的應用劉雙，申閆春，狄翠萍(北京信息科技大學計算機學院，北京100192)摘要：實時陰影在增強三維場景真實感方面起著非常重要的作用。陰影體算法是實時陰影繪制中效果非常理想的一種方法。但是隨著場景復雜度的增加，該算法計算量比較大，將導致繪制效率的降低。另一方面，隨著可編程GPU技術的發(fā)展，GPU的渲染速度遠遠大于CPU，為提高三維場景的渲染效率提供了更大的空間。在此基礎上，介紹了一種在G
2、PU上生成陰影體的方法，加速實時陰影繪制。利用圖形硬件的圖形處理單元(GPU)的運算能力和可編程性，將生成陰影體的大量計算從CPU轉移到GPU，從而有效地提高實時陰影的繪制效率。關鍵詞：圖形處理單元；陰影體；幾何著色器中圖分類號：TP391．9文獻標識碼：A文章編號：1673—629X(2009)11—0226—04Real’’TimeShadowRenderingUsingGPULIUShuang，SHENYah·chun，DICui—ping(SchoolofComputer，BeijingInformationScience&TechnologyUn
3、iversity，Beijing100192，China)Abstract：Real—timeshadowisverycrucialforimproving3Dscenereality．ShadowVolumealgorithmisoneoftherrlosteffectivealgorithmsforReat—Timeshadowcomputation．However．asthecomplexityofthesc∞esincreasing，thisalgorithmmayslowdoumthetenderefficiencybecauseitneedsn
4、lorecomputation．Ontheotherhand．wi出thedevelopmentofprogrammableGPU，therenderspeedofGPUismuchfasterthanCPU．andithasprovidedmorespacefortherenderefficiencyaccelerationofthe3Dscenes．BasedOI1this，in·troducedamethod。whichgenerateshadowVOIUlTIeOnGPUtofasterRea1一Timeshadowrendering．Withth
5、euseofcomputationcapaei·tyandprogrammabilityprovidedbygraphicsprocessingunit(GPU)ofunderlyinggraphicshardware，mostofcomputationofgeneratingshadowvolumearetransferredfromCPUto(PU．andthismethodearleffectivelyacceleratereal—timeshadowrendering．Keywords：GPU；shadowvolume；geometryshader
6、O引言1陰影體算法介紹陰影在虛擬現(xiàn)實中扮演了重要的角色，它提供光陰影體算法是FranklinC．Crow在1977年寫的源對物體的照射信息，增加計算機虛擬場景的真實感。一篇論文“SHAIX)WALGORITHMSFORCOMPUT—動態(tài)實時陰影技術是計算機圖形學研究中一個基本問ERHICs”里提出的。這是一種使用純幾何信題，同時也是一個難點。陰影體算法是作為虛擬現(xiàn)實息來生成陰影的方法。其原理是先從光源的方向去尋中常用的生成實時陰影的算法之一，其優(yōu)點是可以在找物體的輪廓邊，然后將輪廓邊沿著光源方向延伸，所任何地方產生正確的清晰陰影。傳統(tǒng)生成陰影體的過有延伸出
7、來的面形成了一個筒形的區(qū)域。在筒的一端程全部由CPU完成，因而算法的性能受到約束。隨著用面向光源的遮擋面封閉，而在延伸出去的無窮遠處計算機圖形硬件的快速發(fā)展，尤其是可編程圖形硬件也用一個平面進行封閉，就得到一個完全密封的區(qū)域，的出現(xiàn)，為三維場景中實時陰影體算法的研究提供了稱其為陰影體(shadowvolume)~lJ。該算法可以應用于更加廣闊的空間。一般的圖形硬件上，唯一的要求就是模板緩沖。模板緩存類似深度緩存，通過對所要繪制的像素進行模板測試，判斷像素是否寫入模板緩沖，此外，模板緩沖還收稿日期：2009—02—28；修回日期：2009—05—2l基金項目
8、：北京市教育科研計劃項目(KIⅥ20o811232006)；科技型
