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学士学位论文开题报告 论文题目： 实时交互场景中图形和图像的混合绘制技术 （外 文）： Hybrid rendering technology of graphics and image in the real-time interactive scene 姓 名： 沈昕 学 号： 1133109 院 系： 信息科学学院 专 业： 数字媒体技术 指导教师： 安维华 二〇一 五 年 三 月 毕 业 论 文 开 题 报 告 1．研究意义 现代社会中，计算机游戏已经成为大部分人娱乐休闲生活中不可或缺的一部分，而计算机游戏的发展也越来越快。对于一个成功的计算机游戏来说，精美的游戏场景画面是必不可少的。而游戏场景中的实时画面生成取决于两方面：算法本身的效率和图形硬件的处理能力。 随着图形硬件和CPU的快速发展，渲染速度越来越高，随之而来的是游戏场景的复杂度急剧增长。传统的图形绘制技术是面向场景几何的，涉及到场景的建模、消隐和光亮度计算，但对高度复杂的场景，现有的图形硬件仍无法实时绘制简化后的游戏场景。基于图像的建模与绘制技术（Image based modeling and rendering，IBMR）就是为实现这一目标而设计的一系列方法。而在三维游戏引擎中，最为实用的IBMR技术当属混合式图像和几何绘制技术，它综合利用简化的场景几何和图像，模拟复杂场景物体的外观与形状。 IBMR特点 预先存储的图像既可以是计算机合成的，也可以是实际拍摄的画面，两者可以混合使用，从而可能获取很高的真实感。 混合式图像和几何绘制技术优点 利用图像快速模拟出物体的表面细节和外观，从而比纯几何绘制更高效。 利用简化的几何方式模拟不同视点下的物体形状，从而避免纯图像方法的大数据量。 如果Sprite、Billboard、Impostor。而我的毕设课题将选取其中比较有代表性的光晕和Billboard技术，基于这两种技术做出实际模型。 2．研究内容 我的及OpenGL编程语言利用OpenGL强大的扩展功能添加了很多库满足编程时的需要 图1 其中，a、b图像被放置在光源处，c、d图像将根据视点的位置和方向动态的生成。这样我们在移动摄像机的位置的时候，就能从不同视点看到不同的光晕形态。一般来说平时我们是看不见这些光晕的，只有当我们对准光源的时候才能看见他们。根据以下几步，我们就能得到光晕： 首先，获得视景体的数据； 然后，测试一个点或圆是否在视景体内； 接着，测试某个点是否位于当前场景物体的前面； 通过检测光源是否正对摄像机来决定是否绘制光晕，若视点超过了光源的位置，则会发生看不见光晕的现象。为了避免这种现象，在移动视点的同时，也相应的移动光源。为了在视点和光源之间绘制多个光晕，计算之间的向量； 最后，绘制四种不同形态的光晕 建立Billboard实际模型——爆炸 Billboard技术是利用简单的纹理映射几何绘制手段替代复杂的几何绘制，增加场景真实感和效率。其核心是采用一个带有纹理的四边形，纹理图像为该Billboard所代表的物体的图像，即用带有该物体图像的长方形，代替该物体生成该物体的图形画面。Billboard放置于所代表物体的位置中心，并随相机的运动而变化，始终面对用户。 我的毕设中将会用到的的Billboard技术有以下几种： 平行屏幕的Billboard技术 平行屏幕的Billboard技术是最常用也是最经典的Billboard方法，其核心是，Billboard四边形的法向始终重合于视线方向。而向上的方向就是摄像机的向上方向。。 平行物体的Billboard技术 定义物体的向上方向为相机的向上方向，而法向仍平行于视线方向。 视点朝向的Billboard技术 在前面两种Billboard方法中，法向始终平行视线方向，即场景所有的Billboard使用同一个旋转矩阵，这样无法模拟透视投影的变形效果。当相机的视角和真实人眼的视角相一致时，或视角和Billboard都较小的时候，变形的效果可以忽略不计，此时Billboard的法向可以取为平行视线方向。反之，Billboard的法向应该取为从视点到Billboard中心的连线，如