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改进区域求和表算法

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中国图象图形学报（A辑） 1999年第10期4卷 839-842页

作者：范波吴慧中南京理工大学信息学院南京210094

分析了一般的纹理映射反走样算法，提出了对纹理映射几何变换过程简化的改进区域求和表算法。算法通过对几何变换的局部线性化使得映射后象素多边形为平行四边形，然后在区域求和表法的基础上对矩形包围盒进行矩形自适应分割来完成反走... 详细信息

分析了一般的纹理映射反走样算法，提出了对纹理映射几何变换过程简化的改进区域求和表算法。算法通过对几何变换的局部线性化使得映射后象素多边形为平行四边形，然后在区域求和表法的基础上对矩形包围盒进行矩形自适应分割来完成反走样处理。

关键词：纹理映射区域求和表反走样计算机图形

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传统软阴影算法在GPGPU构架上的优化技术研究

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郑州大学学报（工学版） 2014年第6期35卷 64-68页

作者：高明磊赵新灿詹云郑州大学信息工程学院河南郑州450001

针对百分比靠近软阴影PCSS算法存在阴影粉刺和偏离的问题,以及图形渲染实时性的要求,提出一种改进的软阴影算法.该方法在PCSS算法的基础上,利用深度梯度消除阴影粉刺和偏离现象,使用方差阴影映射VSM算法进行过滤,利用GPU的并行计算能力... 详细信息

针对百分比靠近软阴影PCSS算法存在阴影粉刺和偏离的问题,以及图形渲染实时性的要求,提出一种改进的软阴影算法.该方法在PCSS算法的基础上,利用深度梯度消除阴影粉刺和偏离现象,使用方差阴影映射VSM算法进行过滤,利用GPU的并行计算能力加速生成区域求和表以实现对阴影图预先滤波.实验结果表明,该方法能够得到更高的软阴影质量,并且可以获得很好的加速比,实时性明显提高.

关键词： GPGPU 百分比靠近软阴影区域求和表

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基于GPGPU的软阴影算法研究

基于GPGPU的软阴影算法研究

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作者：詹云郑州大学

学位级别：硕士

在虚拟场景中,阴影对场景的真实感和用户的沉浸感有着至关重要的作用,是模拟现实世界不可缺少的一部分。然而,绘制逼真的阴影效果往往是很费时的,使得阴影绘制的实时性受到影响。因此,如何权衡阴影绘制中真实感和实时性的问题,在不影响... 详细信息

在虚拟场景中,阴影对场景的真实感和用户的沉浸感有着至关重要的作用,是模拟现实世界不可缺少的一部分。然而,绘制逼真的阴影效果往往是很费时的,使得阴影绘制的实时性受到影响。因此,如何权衡阴影绘制中真实感和实时性的问题,在不影响真实感的情况下,提高绘制的实时性,或者在不影响实时性的情况下,增强阴影的真实感,仍然是虚拟场景中阴影研究的重点。近年来,随着GPU处理能力的不断增强,GPU的应用由图形处理领域扩展到了GPU通用计算领域,原本由CPU处理的许多数据现在可以重新设计让GPU来处理,利用GPU强大的计算和并行处理能力可以获得效率上的提高。这为绘制实时性高、真实感强的阴影提供了很好的解决思路。针对以上问题,本文结合GPU通用计算技术DirectCompute提出了一种基于GPGPU的软阴影生成方法,主要进行了如下工作：首先,研究了阴影绘制的相关技术,对常见的阴影生成算法进行了详细的分析,对其实现原理、优缺点等进行分析总结,重点研究了基于图像空间的软阴影生成方法,为本文奠定了坚实的理论基础。其次,针对阴影绘制的真实感要求,在PCSS算法的基础上,提出一种基于GPGPU的软阴影生成算法。利用泊松圆盘采样模式对阴影图采样,利用深度梯度处理自阴影现象,使用VSM算法进行过滤,利用区域求和表对阴影图动态滤波,在一定程度上提高了阴影的质量和绘制效率。最后,针对阴影绘制的实时性要求,详细分析DirectCompute,总结了利用GPU进行通用计算的程序优化策略,提出利用GPU合理地加速实现本文算法,给出了详细的设计过程,并对结果进行了分析。结果表明,本文方法既增强了虚拟场景中阴影的真实感,又大大提高了阴影绘制的实时性,非常适合虚拟场景的软阴影渲染。

关键词： GPGPU DirectCompute PCSS 软阴影 VSM 区域求和表

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基于GPU的软阴影技术的研究

基于GPU的软阴影技术的研究

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作者：晏福兴杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在实时渲染应用中,阴影效果对于增强画面的真实感有着非常重要的作用,它不仅有助于我们理解物体间的相对位置关系和物体的大小,还能帮助我们理解复杂遮挡物和接收体的几何信息。近年来,随着可编程图形硬件的飞速发展,基于GPU的实时软阴... 详细信息

在实时渲染应用中,阴影效果对于增强画面的真实感有着非常重要的作用,它不仅有助于我们理解物体间的相对位置关系和物体的大小,还能帮助我们理解复杂遮挡物和接收体的几何信息。近年来,随着可编程图形硬件的飞速发展,基于GPU的实时软阴影绘制技术成为研究的热点与难点。本文研究了利用可编程图形硬件进行实时软阴影绘制技术,主要有以下两方面的工作:一是研究并实现了最新的阴影绘制算法,研究基于阴影图的反走样技术和软阴影绘制技术;二是提出了改进的百分比靠近软阴影算法,能够对动态场景进行实时绘制,并支持光源、视点以及材质属性的动态改变。论文首先介绍了阴影图算法的数学原理和遮挡物的分布理论,并讲述了如何通过修改阴影测试函数或估计遮挡物的分布曲线来进行阴影反走样和生成边缘模糊的软阴影。同时我们研究、实现并比较了百分比靠近滤波、方差阴影映射、卷积阴影映射和指数阴影映射等反走样技术,分析了它们存在的问题及解决的办法。这些反走样技术的目的是柔化阴影边缘,滤波区域大小是预先给定的,所以生成的软阴影中半影区域大小是固定的。本文提出的改进的百分比靠近软阴影算法通过遮挡物的查找、半影区域的估计和滤波三步来生成半影区域大小可变化的软阴影。它是基于百分比靠近滤波内核的,随着滤波内核的增大,生成的软阴影逼真度越高,该算法的关键是通过变化滤波内核的大小来获得高质量的软阴影。在算法的遮挡物查找阶段,我们使用泊松圆盘采样模式来增加像素采样率,提高了阴影图的质量;在算法的滤波阶段,我们使用方差阴影图来替换原有的线性深度图,由于方差阴影图中存储的是深度的分布值,在生成时可以使用多重采样反走样来提高阴影图的质量,同时还可以预先对阴影图进行滤波,支持图形硬件加速,提高了绘制效率。由于滤波过程中滤波核的大小是通过半影区域动态计算的,我们引入了区域求和表来对方差阴影图进行动态滤波,提高了算法的滤波效率。在渲染场景时,我们使用深度梯度矢量,根据屏幕空间到纹理空间的转换表达式计算得到采样点的可变深度偏移量,进行点采样比较,用来消除阴影粉刺现象,解决了自阴影问题,从而生成了高质量的软阴影效果。本文的软阴影绘制算法具有广泛的应用前景,从下一代游戏到DCC/CAD应用程序。由于它只使用单张阴影图采样而且不需要任何预处理,可以很容易替换原有的阴影映射代码,生成更加真实的软阴影。

关键词： GPU 软阴影阴影图反走样百分比靠近软阴影区域求和表自阴影

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