游戏引擎中动态图形设计原理与应用.docx

游戏引擎中动态图形设计原理与应用

目录

一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1动态图形概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2动态图形在游戏中的应用价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3游戏引擎与动态图形的关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.4本文档的研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

二、动态图形设计基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1渲染管线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1.1图形渲染流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.1.2光栅化渲染与光追渲染．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2着色器编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.1着色器语言与架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2.2常用着色器模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3物理模拟基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.3.1运动学基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.3.2力学原理应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.4粒子系统原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.4.1粒子生成与生命周期．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.4.2粒子行为控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.5碰撞检测机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.5.1碰撞检测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.5.2碰撞响应处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

三、游戏引擎中的动态图形技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.1实时光照与阴影技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.1.1光照模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.1.2阴影映射技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.1.3软阴影与体积阴影．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.2运动模糊与景深效果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2.1运动模糊原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2.2景深效果实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.3烟雾、火焰等特效渲染．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.3.1烟雾模拟技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.3.2火焰渲染方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.4水面效果模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.4.1水面波动方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

3.4.2水面反射与折射．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

3.5实时全局光照技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

3.5.1光线追踪技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

3.5.2光线投射技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．