專利名稱：基于gpu的海浪特效實時渲染的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機圖形技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及骨骼動畫渲染的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
海洋場景仿真是實時視景仿真系統(tǒng)的重要組成部分之一。與地形仿真相似，海洋仿真同樣具有范圍廣闊的特點，與地形仿真不同的是，海浪特征的仿真還具有高度隨機性和形態(tài)復雜性的特點。海浪仿真的重難點為海浪高度場生成、海浪網(wǎng)格構(gòu)建以及海浪特效生成等。
水面在計算機圖形學，特別是游戲中，是一種常見的效果。它是增加場景真實性的重要元素之一。但要模擬真實的水面，卻是一個難題，因為水面的運動和光學效果都相當復雜。對水面動畫和渲染來說，已經(jīng)發(fā)展出多種方法。其中，最出名也是效果最真實的，就是基于流體動力學和快速傅立葉的方法(FFTs)。這些方法可以提供非常真實的渲染效果，但不幸的是他們需要相當大的計算量，因此，不適合于交互式的實時渲染。此外，現(xiàn)在大多數(shù)游戲使用的都是相當簡單的模型，大部分方法僅僅是通過改變水面法線創(chuàng)建水面效果。使用這些方法渲染水面，雖然相當高效，但真實度很低，而且并沒有真正在水面產(chǎn)生任何波紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，在產(chǎn)生高真實感的水面的前提下，采用了Shaderf. O中的頂點紋理技術(shù)，提供本發(fā)明提出了一種綜合了兩種方法優(yōu)點的技術(shù)來渲染水面，最大化的減少了計算量。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明提出基于GPU的海浪特效實時渲染，其步驟如下
1)根據(jù)需求的水面效果，由美工制作相應的波紋Bump圖，用作水面高度的模擬；
2)使用不同的空間和時間縮放比例，混合多張高度圖，獲得相當復雜的水面動畫效果；其公式如下
N ..
H (.V, y, t) = ^ hI /I/\v + Bxt . Af γ + j5/ , A^r — B- |,
/=O +
3)在頂點著色器中對頂點進行世界坐標到屏幕坐標的轉(zhuǎn)換，輸出給像素shader。所述需求的水面效果為波濤洶涌的海量或平靜的湖面。本發(fā)明主要采用頂點紋理技術(shù)，在頂點Shader中的水面的網(wǎng)格高度進行擾動，并通過讀取法線和高度的Bump最大化的減少了計算量，達到了真實效果。同時針對頂點紋理過濾較耗的特性，優(yōu)化存儲了高度圖，大大減少紋理尋址的次數(shù)，水面渲染將依賴于法線圖(normal map)來進行光照計算。因為法線圖可以忠實的重現(xiàn)高頻率波形下的所有細節(jié)。此夕卜，使用低頻率、高振幅的波對水面網(wǎng)格進行擾動。水面模型基于多張，在空間和時間上都進行了分割的高度圖的重疊。
具體實施例方式基于GPU的海浪特效實時渲染，其步驟如下
1)根據(jù)需求的水面效果，由美工制作相應的波紋Bump圖，用作水面高度的模擬；
2)使用不同的空間和時間縮放比例，混合多張高度圖，獲得相當復雜的水面動畫效果；其公式如下
權(quán)利要求
1.基于GPU的海浪特效實時渲染，其步驟如下 1)根據(jù)需求的水面效果，由美工制作相應的波紋Bump圖，用作水面高度的模擬； 2)使用不同的空間和時間縮放比例，混合多張高度圖，獲得相當復雜的水面動畫效果；其公式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPU的海浪特效實時渲染，其特征在于所述需求的水面效果為波濤洶涌的海量或平靜的湖面。
全文摘要
本發(fā)明涉及計算機圖形技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及骨骼動畫渲染的優(yōu)化方法，根據(jù)需求的水面效果，由美工制作相應的波紋Bump圖，用作水面高度的模擬；采用頂點紋理技術(shù)，在頂點Shader中的水面的網(wǎng)格高度進行擾動，并通過讀取法線和高度的Bump最大化的減少了計算量，達到了真實效果。同時針對頂點紋理過濾較耗的特性，優(yōu)化存儲了高度圖，大大減少紋理尋址的次數(shù)，水面渲染將依賴于法線圖(normalmap)來進行光照計算。因為法線圖可以忠實的重現(xiàn)高頻率波形下的所有細節(jié)。此外，使用低頻率、高振幅的波對水面網(wǎng)格進行擾動。水面模型基于多張，在空間和時間上都進行了分割的高度圖的重疊。
文檔編號G06T13/60GK103021010SQ201210503509
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者王爽 申請人:王爽