結合前端流程化的三維城區(qū)日夜光照模擬系統(tǒng)研發(fā).pdf

1、在虛擬現(xiàn)實應用中，人們不但要求場景中每一種物體具有真實的外觀以及物理特性，同時還要有真實的光影變幻效果。因此在虛擬現(xiàn)實中提供對現(xiàn)實世界中日夜變化的模擬成為了真實感繪制中重要的一環(huán)。日夜變化涉及的面很廣，日與夜都有各自不同的特性，如何能夠模擬日與夜及其之間真實的過渡是真實感繪制中所必須面對的一個問題。
　　基于虛擬現(xiàn)實的特征，用戶除了對真實感有很高的追求，其對交互的友好性也有著極高的追求。對于傳統(tǒng)的一般軟件，其交互界面普遍采用后臺開

2、發(fā)模式進行研發(fā)，開發(fā)周期長且可定制性差，開發(fā)出能夠滿足用戶需求的界面往往需要耗費大量的精力。因此，如何改進一般軟件中的界面開發(fā)模式，加快其開發(fā)效率，提高其可定制性成為了一個重要的研究課題。
　　本文針對以上問題，對城市三維場景中的日夜光照變化效果進行了一系列研究，主要針對如何能實時模擬真實的光照環(huán)境，體現(xiàn)物體細節(jié)與質感進行了分析。首先，結合對現(xiàn)實世界的觀察與已有的物理模型給出了一套日夜變化的天空光照影響因子模型。接著設計了一套完整

3、的時間系統(tǒng)通過對模型中參數(shù)的動態(tài)調整來表現(xiàn)日夜的平滑過渡。進而為了更真實的表現(xiàn)城市三維場景中日夜變化時的整體效果，集成使用了延遲渲染，屏幕空間定向遮蔽，高動態(tài)范圍等多項算法對場景進行了模擬。最后提出了對現(xiàn)有的單套白天紋理，通過模式匹配自動尋找可能的夜晚光源區(qū)域，并自動生成多套夜晚紋理的技術。
　　在系統(tǒng)集成方面，為了改進一般軟件中低效的界面開發(fā)模式，創(chuàng)新性的提出了將前端技術引入一般軟件研發(fā)中，將其作為界面開發(fā)主要方式的方案，并對前

4、端流程化進行了具體構建與實際應用。首先，提出了針對不同規(guī)模項目的兩套前端流程化解決思路，其中對小型項目采用結合扁平化設計風格的以事件響應為核心的解決方案，對大型項目采用結合原質化設計風格的以MV*為核心的解決方案。接著在風格設計，依賴確定，實時調試等多個方面對這兩套方案進行了自主實現(xiàn)。最后將這兩套方案運用于實際項目開發(fā)中并進行了分析與總結。
　　根據以上所述，本文實現(xiàn)了對城市三維場景中的日夜光照變化效果的實時模擬，在實際呈現(xiàn)中大大