基于GPU的海面场景动态光影渲染研究  

Research on Dynamic Lighting and Shadow Rendering of Ocean Scene Based on GPU

作　　者：李娜[1] 田丰林[1] 纪鹏波[1] 宋丽丽[2] 陈戈[1] 

机构地区：[1]中国海洋大学信息科学与工程学院,山东青岛266100 [2]国家海洋信息中心国家海洋局数字海洋科学技术重点实验室,天津370171

出　　处：《计算机技术与发展》2014年第10期211-215,220,共6页Computer Technology and Development

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61100149);国家"863"高技术发展计划项目(2013AA09A506-4);青岛市应用基础计划项目(12-1-4-1-(11)-jch)

摘　　要：针对已有光影技术在海洋虚拟现实场景领域应用不足,文中从海洋虚拟场景构造及海面光影动态渲染两部分,实现了海面及其周边环境不同时刻的光线明暗模拟。利用GPU的可编程绘制流水线,采用CG编程语言,将OpenGL光照模型计算、ShadowMap算法及PCF算法应用到场景中,实现多类型光源下的全天候24小时海面场景光影动态渲染。实验结果表明,该研究适用于动态海面的真实感绘制,海面光影渲染效果真实且具有良好的交互性、动态性,可广泛应用于海洋虚拟现实领域。Aiming at the shortage of virtual reality lighting and shadow rendering effect of ocean scene,realize the multi-time dynamic lighting simulation of ocean scene including the virtual ocean scene building and dynamic sea surface lighting-shadow rendering. Using the GPU programmable rendering pipeline and CG programming language,the research applies OpenGL illumination model,ShadowMap algorithm and PCF algorithm to the scene for simulating the lighting-shadow scene under multi-lights in 24 hours. The experimental re-sults show that,the rendering of the sea shadow effect is real,interactive and dynamic,so it can be widely used in the field of ocean virtu-al reality.

关 键 词：海面场景 动态光影 OpenGL光照模型 

分 类 号：TP31[自动化与计算机技术—计算机软件与理论]