卡通渲染技術(shù)在游戲中的應(yīng)用
頁數(shù) 44 字?jǐn)?shù) 21725
摘要
近幾年來，游戲已經(jīng)成為全球娛樂市場的主流，而將卡通渲染技術(shù)應(yīng)用到游戲中獲得了貌似卡通渲染的獨特視覺效果，又推動了游戲的進(jìn)一步發(fā)展，但國內(nèi)對卡通渲染技術(shù)研究的卻較少。本文針對這一特點，通過對國內(nèi)外卡通渲染技術(shù)發(fā)展的總結(jié)，研究了卡通渲染技術(shù)在游戲中的應(yīng)用。
首先，簡單介紹了卡通渲染技術(shù)的定義及特點，對國內(nèi)外卡通渲染技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納和總結(jié)，闡述了卡通渲染技術(shù)在游戲中的應(yīng)用情況，為本文的研究工作奠定了重要的基礎(chǔ)。
其次，扼要概述了3DS文件結(jié)構(gòu)形式的特點。針對這一特點，提出了文件格式的轉(zhuǎn)換方法和模型法向量的修正算法。
接著，闡述了卡通渲染的兩個關(guān)鍵技術(shù)的基本思想和方法，對輪廓線檢測技術(shù)和卡通著色技術(shù)進(jìn)行了綜述。
在分析了各種輪廓線的檢測算法和可見性的基礎(chǔ)上，提出了一種新的輪廓線檢測算法。我們對物體外部特征采用背面線框繪制技術(shù)，繪制內(nèi)部特征線時利用了顯卡硬件提供的可編程頂點著色器，從而得到了更好的輪廓線繪制效果。
在仔細(xì)研究了現(xiàn)有的卡通渲染著色技術(shù)后，我們改進(jìn)了前人基于CPU的算法。通過頂點著色器模擬光照強(qiáng)度來實現(xiàn)卡通著色，著色時還采用了多紋理技術(shù)，達(dá)到了實時的效果，對模型本身紋理的處理豐富了卡通渲染的效果。
最后，應(yīng)用所研究的理論方法，對卡通渲染技術(shù)在游戲中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。通過一個簡單的游戲，實現(xiàn)了卡通渲染技術(shù)在游戲中的應(yīng)用。在游戲時代日漸成熟的今天，卡通渲染技術(shù)憑借著獨特的視覺效果和系統(tǒng)資源占用率小的特點，必將在游戲中獲得巨大的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：輪廓線檢測,卡通著色,卡通渲染

目錄
摘要 I
Abstract II

目錄 III
1 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 卡通渲染技術(shù) 2
1.2.1 卡通渲染技術(shù)的定義 2
1.2.2 卡通渲染技術(shù)的特點 2
1.2.3 卡通渲染的關(guān)鍵技術(shù) 3
1.2.4 卡通渲染技術(shù)的研究現(xiàn)狀 4
1.2.5 卡通渲技術(shù)在游戲中的應(yīng)用現(xiàn)狀 5
1.3 本文的主要研究內(nèi)容 6
2 模型文件格式的轉(zhuǎn)換 7
2.1 3ds文件格式簡介 7
2.2 文件格式的轉(zhuǎn)換 7
2.2.1 邊集的建立 8
2.2.2 模型法向量方向的修正 8
3 輪廓線檢測 10
3.1 輪廓線檢測算法的研究現(xiàn)狀 10
3.2 可見性問題 11
3.3 實現(xiàn)的基本原理 12
3.4 繪制第一類輪廓線 12
3.5 繪制物體特征輪廓線 14
3.5.1 高級渲染語言（Hight Level Shading Language） 14
3.5.2 我們采用的頂點著色器（Vertex Shader） 14
4 卡通著色 17
4.1 實現(xiàn)原理 17
4.2 光照模型 17
4.3 卡通著色的具體實現(xiàn)過程 17
4.4 增強(qiáng)卡通效果 19
4.5 卡通著色的頂點著色器代碼 19
5 卡通渲染技術(shù)優(yōu)化的可行性分析 23
5.1 描邊的優(yōu)化 23
5.2 著色的優(yōu)化 23
5.2.1 模型重構(gòu) 23
5.3 獲得更好的效果 24
5.3.1 生成有粗細(xì)的描邊 24
5.3.2 抗鋸齒 24
6 卡通渲染技術(shù)演示程序的設(shè)計 25
6.1 概要說明 25
6.1.1 開發(fā)環(huán)境 25
6.2 總體設(shè)計 25
6.2.1 模塊劃分 25
6.2.2 各模塊間關(guān)系 26
6.2.3 數(shù)據(jù)流 26
6.3 詳細(xì)設(shè)計 27
6.3.1 3ds文件讀取模塊 27
6.3.2 格式轉(zhuǎn)換模塊 27
6.3.3 特征邊檢測模塊 28
6.3.4 卡通渲染輸出模塊 29
6.3.5 場景組織模塊 31
6.3.6 攝像機(jī)模塊 32
6.3.7 窗口模塊 32
6.3.8 模型控制模塊 33
6.4 調(diào)試技巧 33
6.5 實現(xiàn)和結(jié)果 33
結(jié)論 36
參考文獻(xiàn) 37
致謝 39
附錄 40





參考文獻(xiàn)
[1] 謝明。基于Directx9.0的3D游戲設(shè)計.四川大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.2004，4，30.
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