复杂虚拟环境中动态因素的实时绘制技术研究

虚拟环境的场景往往由多种复杂元素构成，这其中既包含静态场景部分也包含大量的运动物体、形变物体等动态因素。单纯考虑静态场景的实时绘制方面前人已经做了大量研究工作，本项目将研究具有大量群体性动态元素的复杂虚拟场景高效率加速绘制技术。研究的关键在于为动态因素提供合适的数据表示方法降低绘制场景复杂度以及相应的加速绘制技术。针对包含运动群体的场景，提出基于区域与基于点相混合的可见性计算方法对动态场景进行实时可见性剔除，同时结合虚拟场景的多分辨率表示技术以及GPU支持的纹理比较和遮挡查询技术，加速整个虚拟场景的绘制。对动态物体使用具有轮廓的imposter表示。针对场景中形变物体群体，提出一种适合群体性动画变形的实时点绘制模型理论进行频域空间模型简化和动画计算的简化。最终建立一个基于GPU增强性能的可见性与IBR、LOD、点绘制与动画计算等多种加速手段集成的动态虚拟环境实时绘制框架。