三維室內(nèi)場(chǎng)景中實(shí)時(shí)陰影算法的研究及應(yīng)用的開題報(bào)告

三維室內(nèi)場(chǎng)景中實(shí)時(shí)陰影算法的研究及應(yīng)用的開題報(bào)告一、選題背景和意義隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，三維室內(nèi)場(chǎng)景模擬已經(jīng)成為了游戲、影視等領(lǐng)域中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。其中，陰影算法是實(shí)現(xiàn)真實(shí)感三維室內(nèi)場(chǎng)景必不可少的一部分。在實(shí)時(shí)渲染的場(chǎng)景中，如何在保證性能的前提下提高陰影計(jì)算效率，一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。因此，本開題報(bào)告選取了“三維室內(nèi)場(chǎng)景中實(shí)時(shí)陰影算法的研究及應(yīng)用”作為課題的研究方向，旨在探索新的實(shí)時(shí)陰影算法提高三維室內(nèi)場(chǎng)景的渲染效率。二、研究目標(biāo)1、研究實(shí)時(shí)陰影算法的基本概念和原理，掌握傳統(tǒng)的基于光照模型的陰影算法，如shadowmapping、shadowvolume等。2、研究最新的實(shí)時(shí)陰影算法，如cascadeshadowmaps、uniformshadowmaps等，評(píng)價(jià)其適用范圍和優(yōu)劣。3、設(shè)計(jì)開發(fā)自己的實(shí)時(shí)陰影算法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性能優(yōu)勢(shì)和適用性。4、在實(shí)時(shí)渲染的三維室內(nèi)場(chǎng)景中應(yīng)用該實(shí)時(shí)陰影算法，提高場(chǎng)景的渲染效率和真實(shí)感。三、研究?jī)?nèi)容和思路1、陰影算法基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)通過對(duì)傳統(tǒng)的基于光照模型的陰影算法的學(xué)習(xí)，如shadowmapping、shadowvolume等，掌握實(shí)時(shí)陰影算法的基本概念和原理。2、最新實(shí)時(shí)陰影算法的研究通過研究最新的實(shí)時(shí)陰影算法，了解其特點(diǎn)和不足，并評(píng)價(jià)其適用范圍和優(yōu)劣。3、實(shí)時(shí)陰影算法的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)并開發(fā)自己的實(shí)時(shí)陰影算法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其性能優(yōu)勢(shì)和適用性。4、實(shí)時(shí)渲染三維室內(nèi)場(chǎng)景將設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)時(shí)陰影算法應(yīng)用于實(shí)時(shí)渲染的三維室內(nèi)場(chǎng)景中，提高場(chǎng)景的渲染效率和真實(shí)感。四、預(yù)期結(jié)果通過對(duì)實(shí)時(shí)陰影算法的研究和開發(fā)，對(duì)現(xiàn)有的實(shí)時(shí)陰影算法提出新的優(yōu)化方法和改進(jìn)，提高三維室內(nèi)場(chǎng)景的渲染效率和真實(shí)感。五、研究難點(diǎn)及解決方案1、實(shí)現(xiàn)陰影算法的性能優(yōu)化通過對(duì)算法的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，提高實(shí)時(shí)陰影算法的性能，如降低渲染分辨率、減少陰影貼圖數(shù)據(jù)、減少陰影計(jì)算次數(shù)等。2、實(shí)現(xiàn)陰影算法的可移植性由于不同平臺(tái)的圖形硬件和API的異構(gòu)性，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)陰影算法的可移植性是一個(gè)難點(diǎn)。解決方案是采用公共的圖形API，如OpenGL和DirectX，并在代碼中進(jìn)行平臺(tái)判斷和適配。六、研究進(jìn)度計(jì)劃第一周：學(xué)習(xí)陰影算法的基礎(chǔ)知識(shí)第二周：研究最新實(shí)時(shí)陰影算法第三周：設(shè)計(jì)開發(fā)自己的實(shí)時(shí)陰影算法第四周：對(duì)實(shí)時(shí)陰影算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第五周：實(shí)時(shí)渲染三維室內(nèi)場(chǎng)景第六周：編寫畢業(yè)論文中期報(bào)告第七周到第十周：完善實(shí)驗(yàn)結(jié)果并撰寫畢業(yè)論文七、參考文獻(xiàn)[1]陰影算法的分類及其發(fā)展趨勢(shì)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2019.[2]DeJohn,Mark.Real-timeshadows,NVIDIADeveloperZone.[3]Williams,Lance.Castingcurvedshadowsoncurvedsurfaces.Siggraph1978.[4]Fernandes,Jo?oPaulo.AnoptimizedshadowmappingforOpenGLshadowvolume,JournalofComputerScienceandTechnology,2019.[5]Heidrich,Wolfgang