3D游戏引擎：场景绘制与全局光照渲染技术探索

"3D游戏引擎中场景绘制及光照渲染技术的研究与实现，主要涉及三维建模、地形生成、非规则三角网格、实时绘制和预计算等关键领域。该研究由中南大学计算机软件与理论专业的硕士研究生胡维和在导师曾巧明的指导下完成。" 在3D游戏引擎中，场景绘制和光照渲染是至关重要的组成部分，它们决定了游戏的视觉质量和实时性能。本研究首先概述了3D游戏引擎的历史发展和关键技术，包括加速绘制场景以及全局光照的渲染方法。为了构建逼真的三维游戏环境，研究者利用三角形网格作为基础，为游戏场景中的各种几何体建立模型。这种建模方式允许更精确地表示复杂的形状并优化渲染效率。 进一步，研究者引入了光学中的视域衰减模型，提出了一种基于视域衰减的LOD（Level of Detail）地形快速生成算法。LOD技术可根据观察者的距离动态调整地形细节，以在保持视觉质量的同时减少计算负担。这种方法能够确保在维持高帧率的情况下实现地形的实时绘制。 在全局光照渲染方面，研究者深入探讨了全局光照模型的不同分支，并结合预计算技术，设计了一个利用预计算静态场景的间接光照路径来实现全局光照动画的算法。预计算技术允许在游戏运行前计算光照效果，从而在运行时提供更加流畅的游戏体验，同时保持光照效果的高质量。 通过这些研究和实现，不仅对3D游戏引擎的场景绘制和全局光照有了深入理解，而且开发出的实际应用表明，基于视域衰减的LOD地形生成算法可以满足实时性需求，同时提供高真实感的地形表现。而预计算全局光照的动画算法对于提升游戏光照渲染速度具有显著的实用价值和意义。 这项研究为3D游戏引擎的技术进步做出了贡献，尤其是在提高交互速度和保持场景真实感之间找到了平衡，对游戏开发者和相关领域的研究具有重要参考价值。关键词：三维建模，地形生成，非规则三角网格，实时绘制，预计算。