利用3D物體排序優(yōu)化陰影體算法王健

　　陰影是虛擬場(chǎng)景的重要組成部分， 它能有效地表現(xiàn)出不同物體之間相對(duì)位置關(guān)系，增加圖像的立體感和層次感，提高虛擬環(huán)境的真實(shí)程度。但陰影生成計(jì)算量非常大，渲染具有陰影的場(chǎng)景需要大量的時(shí)間開銷。尤其是在處理大規(guī)模場(chǎng)景和多邊形數(shù)量增加時(shí)，渲染速度降低明顯，渲染效果無法滿足視覺要求。本文在陰影體算法的基礎(chǔ)上，對(duì)場(chǎng)景中的物體進(jìn)行排序（距離點(diǎn)光源從近到遠(yuǎn)） 并生成順序圖。先對(duì)離點(diǎn)光源近的物體生成陰影體，然后檢測(cè)后續(xù)物體是否處在該陰影體中。如果是則從順序圖中刪除這些物體的節(jié)點(diǎn)。在大規(guī)模場(chǎng)景中，本算法可以減少生成陰影物體的數(shù)量，達(dá)到提升陰影生成算法效率的目的。

　　陰影體是根據(jù)光源和遮蔽物的位置關(guān)系計(jì)算出場(chǎng)景中會(huì)產(chǎn)生的陰影區(qū)域（shadow volume），然后對(duì)所有的物體進(jìn)行檢測(cè)， 以確定其會(huì)不會(huì)受陰影的影響。要構(gòu)造一個(gè)陰影體，首先要根據(jù)光源與物體的相對(duì)位置找到所有的輪廓邊。輪廓邊就是從光源角度看到物體的輪廓線， 實(shí)際就是朝向光源的面和背向光源的面所共享的邊。確定輪廓邊的方法有很多種，其基本思想就是找出那些朝向相反（一個(gè)面向光源，另一個(gè)背向光源）的兩個(gè)三角形的共享邊。因?yàn)橹挥羞@樣的邊才會(huì)最終形成輪廓邊，其它的邊在光源看來都會(huì)在物體投影的內(nèi)部。