基于移动平台的动物毛发实时绘制方法的研究

发布时间：2025-04-18 04:28

　　逼真地实时绘制动物毛发是3D交互式软件、虚拟现实、数字娱乐等领域的重要课题之一。由于毛发数量巨大且细节复杂,导致计算耗时过长,高精度的毛发效果仅能用于离线渲染。近年来,随着图形硬件和毛发绘制算法的进步,已经在PC端较好地实现了高精度毛发的绘制。移动设备受到CPU性能、内存大小等方面限制,它与PC端毛发的绘制方法不同,其现有的毛发实时绘制技术不能满足移动设备对性能的要求。自然界动物的毛发种类繁多,单一的技术方案不能有效应对所有的毛发种类。因此,本文提出的毛发绘制方法主要应用于短发场景。本文基于现有毛发绘制方法的分析总结,针对移动端毛发绘制的特点,改进了相应的毛发绘制方法,对毛发外形、动态模拟、渲染等方面进行了深入研究,主要工作及成果如下。(1)提出了一种基于层叠切片网格的毛发生成方法,用于生成毛发外形。该方法引入二维纹理映射的体绘制技术,仅在毛发生长模型的法线方向生成多层切片网格,通过映射噪声贴图,最终混合生成毛发外形,并将Bakay方法应用于毛发的外形控制,以调整毛发形状。(2)将简谐波应用于毛发顶点的偏移,以近似毛发受风力影响的效果。为了保证毛发运动的真实感,分别对顶点的三个坐标使用不...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1使命召唤:Ghost Hairworks毛发效果截图

在毛发制作的早期阶段,通常以发线为单位来生成毛发外形,线模型需要对每根毛发建立法线模型并渲染。Daldegan等人[3]设计出一种基于线模型的毛发生成与渲染系统,用户在三维空间创建一些特征线,通过复制线模型来生成整个毛发模型。制作毛发外形时,在模型需要生成毛发的位置先创建一些曲线....

图2.1 GPU渲染管线

随着时代的发展,GPU渲染管线朝着更高的灵活性和可控性方向发展,可编程渲染管线应运而生。其中,顶点着色器,片元着色器,这些可编程的着色器阶段可以说是GPU进化最重要的贡献。《Real-TimeRendering,FourthEditor》[1]书中将渲染流程分为3个阶段:应用....

图2.2游戏引擎代表作品

Unity3D是由UnityTechnologies开发的跨平台游戏引擎,于2005年6月在AppleInc.的全球开发大会上首次宣布并发布,它是MacOSX操作系统专有的游戏引擎。截至2018年,该引擎已扩展为支持25个平台。Unity3D可用于创建三维、二维、虚拟现实....

图2.3贴图模型毛发制作步骤

三步流程的具体示意图如下:图2.3中的(a),(b),(c)分别对应1,2,3步骤,贴图模型方法由于其制作流程简单,不消耗硬件资源而得到广泛应用,但是该方法制作的毛发体积感不足,更像是一张单薄的面片,对于毛发的效果表现不够真实。

本文编号：4040529