真实感图形生成

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真实感图形生成英语:realistic graphics generation),使用计算机生成具有连续色调、真实表面纹理和光照效果的景物真实感图形的过程和技术。又称真实感图形合成

计算机真实感图形是一种光栅图形。光栅图形显示器的屏幕由一系列显示单元组成,每一个显示单元称为一个像素。生成一幅真实感图形时,必须逐个像素地计算画面上相应景物表面区域的颜色。这种计算基于一定的光学物理模型,称为光照明模型,分为局部光照模型和整体光照模型。局部光照模型仅考虑直接来自光源的入射光在景物表面产生的光照效果,整体光照模型还须计入由于场景中景物表面间的相互反射、折射在景物表面形成的光照效果。

基于景物几何模型和光照明模型生成一幅真实感图形的过程称为绘制。常用的绘制算法包括扫描线算法、光线跟踪算法、光能辐射度方法等。由于光栅图形屏幕通常包含数十万甚至上百万个像素,因此,如何开发利用景物的空间连贯性和图像连贯性,提高绘制算法的效率是真实感图形技术的研究重点。

真实感图形生成的研究内容包括:各种局部和整体光照明模型,大规模场景的实时消隐技术,表面真实感纹理生成技术,具有整体光照效果的场景绘制算法,真实感图形生成中的反走样技术,基于图像的绘制技术。

真实感图形生成技术在计算机动画、计算机仿真、计算机辅助设计、计算机辅助制造、科学计算可视化和虚拟现实等领域已广泛应用,并将在复杂的自然场景、科技场景和社会场景的模拟方面发挥更重要的作用。

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