| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-15页 |
| 引言 | 第15-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-27页 |
| ·空间认知观 | 第17-22页 |
| ·发展的空间认知观 | 第17-18页 |
| ·虚拟世界的认知体系 | 第18-20页 |
| ·虚拟世界的分割标准 | 第20-21页 |
| ·虚拟现实与“虚拟世界”的关系 | 第21-22页 |
| ·虚拟自然环境的研究内容、背景与研究意义 | 第22-24页 |
| ·当前虚拟自然环境的研究进展 | 第22-23页 |
| ·国外研究背景 | 第22-23页 |
| ·国内研究背景 | 第23页 |
| ·虚拟自然环境的研究内容 | 第23-24页 |
| ·本文的研究意义 | 第24页 |
| ·本文的研究内容与安排 | 第24-25页 |
| ·小结 | 第25页 |
| 参考文献 | 第25-27页 |
| 第二章 GPU 的发展及实时编程渲染概述 | 第27-37页 |
| ·计算机图形硬件的发展 | 第27-30页 |
| ·计算机图形硬件的发展历程 | 第27-29页 |
| ·新一代图形硬件标准——Shader Model | 第29-30页 |
| ·图形加速卡三维渲染机制及发展 | 第30-32页 |
| ·三维图形绘制及渲染流程 | 第30页 |
| ·图形绘制管道渲染方式 | 第30-31页 |
| ·GPU 可编程渲染方式 | 第31-32页 |
| ·GPU 实时渲染编程 | 第32-35页 |
| ·高端着色语言 | 第32-33页 |
| ·顶点着色器 | 第33-34页 |
| ·像素着色器 | 第34-35页 |
| ·几何着色器 | 第35页 |
| ·本章小结 | 第35-36页 |
| 参考文献 | 第36-37页 |
| 第三章 基于GPU 的地形表达与渲染技术 | 第37-67页 |
| ·大区域地形表达模型 | 第37-44页 |
| ·大区域地面表达模型简介 | 第37-40页 |
| ·Roam 三角网表达模型 | 第38-39页 |
| ·PLSM 调度机制简介 | 第39-40页 |
| ·两种模型的比较 | 第40页 |
| ·双队列二叉树驱动机制的Roam 算法实现 | 第40-42页 |
| ·动态连续三角化二叉树 | 第40-41页 |
| ·二叉树的分裂过程 | 第41页 |
| ·二叉树的合并过程 | 第41-42页 |
| ·PLSM 与双队列驱动二叉树的组合建模 | 第42-44页 |
| ·基于Roam 与PLSM 组合的地形建模 | 第42-43页 |
| ·组合建模的调度机制 | 第43-44页 |
| ·实验及对比分析 | 第44页 |
| ·基于GPU 的地形模型表达与实现机制 | 第44-52页 |
| ·静态格网模型的表达 | 第45-46页 |
| ·基于Geometry Clipmaps 的嵌套规则格网地形模型 | 第46-49页 |
| ·嵌套规则格网地形模型 | 第47页 |
| ·模型的分块渲染机制 | 第47-49页 |
| ·环绕寻址的动态更新机制 | 第49页 |
| ·基于Geometry Clipmaps 多分辨率的层次地形模型 | 第49-52页 |
| ·多分辨率的层次地形模型 | 第49-50页 |
| ·两种模型的综合 | 第50-52页 |
| ·动态地形纹理合成技术 | 第52-57页 |
| ·为什么需要动态地形纹理合成 | 第53页 |
| ·地形纹理合成的基本原理 | 第53-55页 |
| ·运用GPU 实现补偿纹理合成方法 | 第55-57页 |
| ·补偿纹理合成方法 | 第55-56页 |
| ·GPU 实现的纹理合成实现 | 第56-57页 |
| ·大区域地形场景渲染 | 第57-62页 |
| ·面向GPU 的场景渲染机制 | 第57-58页 |
| ·渲染脚本定义 | 第58-61页 |
| ·脚本定义文法 | 第58-59页 |
| ·脚本关键字与控制谓词说明 | 第59-61页 |
| ·常用的大区域地形渲染方式 | 第61-62页 |
| ·本章小结 | 第62页 |
| 参考文献 | 第62-67页 |
| 第四章 自然光照模型 | 第67-83页 |
| ·光照的基本模型 | 第67-70页 |
| ·光照的效果合成运算 | 第67-69页 |
| ·单光源光效计算 | 第67-68页 |
| ·多光源光效叠加计算 | 第68-69页 |
| ·光照渲染的明暗处理模式 | 第69-70页 |
| ·光照的扩展模型 | 第70-73页 |
| ·光照的增强效果 | 第70-71页 |
| ·全面的光效构成要素分析 | 第71-72页 |
| ·光照效果的GPU 实现 | 第72-73页 |
| ·环境映射模型 | 第73-76页 |
| ·环境映射的原理 | 第74-75页 |
| ·反射映射 | 第74页 |
| ·折射映射 | 第74-75页 |
| ·色散及色散映射 | 第75页 |
| ·全自然的光照效果综合 | 第75-76页 |
| ·物理光学模型 | 第76-82页 |
| ·相干光波叠加原理 | 第76-77页 |
| ·光波的衍射与干涉模拟 | 第77-80页 |
| ·可见光衍射干涉的程序实现 | 第80-82页 |
| ·本章小结 | 第82页 |
| 参考文献 | 第82-83页 |
| 第五章 基于GPU 的水体动态仿真 | 第83-101页 |
| ·水面可视化研究 | 第83-84页 |
| ·水体表达模型的研究进展 | 第83-84页 |
| ·动态高度场的建立方式 | 第84页 |
| ·纹理波的表达与实现 | 第84-90页 |
| ·纹理波的高程、采样与模拟方式 | 第84-87页 |
| ·高程的表达 | 第84-85页 |
| ·放射网格采样LOD 表达模型 | 第85页 |
| ·椭圆网格采样LOD 模型表达 | 第85-87页 |
| ·纹理波的模拟方式 | 第87页 |
| ·法线扰动的凹凸纹理贴图方式 | 第87-88页 |
| ·光源的周期性平移 | 第87-88页 |
| ·凹凸纹理法向量扰动 | 第88页 |
| ·纹理动态叠加方式 | 第88-89页 |
| ·基于GPU 的程序实现 | 第89-90页 |
| ·几何波的合成技术研究 | 第90-93页 |
| ·正弦波的叠加 | 第90-91页 |
| ·方向波与辐射波的确立 | 第91-92页 |
| ·采样波的FFT 变换拟合 | 第92-93页 |
| ·水体表面的物理波表达模型 | 第93-98页 |
| ·流体力学的N-S 方程 | 第93-94页 |
| ·改进的Gerstner 波物理表达模型 | 第94-96页 |
| ·基于GPU 的Gerstner 波实现技术 | 第96-98页 |
| ·本章小结 | 第98页 |
| 参考文献 | 第98-101页 |
| 第六章 虚拟物理环境与物理碰撞实验 | 第101-115页 |
| ·物理加速技术 | 第101-104页 |
| ·物理加速的模式 | 第101-102页 |
| ·物理加速的技术路线 | 第102-103页 |
| ·physX(PPU)+NovdeX(物理引擎)架构 | 第102-103页 |
| ·基于SLI 架构的多GPU 物理加速技术 | 第103页 |
| ·ATI 致力于物理计算与图形渲染的强力集成 | 第103页 |
| ·DirectX10，标准的统一 | 第103-104页 |
| ·物理引擎 | 第104-108页 |
| ·物理引擎的功能结构 | 第104-105页 |
| ·Newton 物理引擎的基本架构 | 第105-108页 |
| ·基于NEWTON 物理引擎的大地碰撞试验 | 第108-110页 |
| ·碰撞模型的建立 | 第108页 |
| ·物体运动的交互响应 | 第108-109页 |
| ·运动刚体的表达 | 第109-110页 |
| ·基于GPU 的物理碰撞实现 | 第110-113页 |
| ·基于GPU 编程的物理表达模型 | 第110-111页 |
| ·能量守恒的无形变的皮球弹跳实现 | 第111页 |
| ·可变形的弹跳模拟 | 第111-113页 |
| ·本章小结 | 第113-114页 |
| 参考文献 | 第114-115页 |
| 第七章 虚拟气象环境与虚拟自然环境综合 | 第115-127页 |
| ·虚拟气象环境 | 第115-118页 |
| ·虚拟气象环境的研究内容与研究进展 | 第115-116页 |
| ·基于Splatting 直接体视化技术的虚拟气象环境表达 | 第116-118页 |
| ·Splatting 体绘制的基本原理 | 第117页 |
| ·Splatting 对虚拟气象环境的表达 | 第117-118页 |
| ·基于GPU 的粒子系统表达 | 第118-122页 |
| ·粒子及气象环境的数据基础 | 第118-119页 |
| ·粒子状态的表达 | 第119页 |
| ·模型的驱动 | 第119-120页 |
| ·粒子的采样 | 第120-121页 |
| ·模型的控制 | 第121页 |
| ·GPU 的编程实现 | 第121-122页 |
| ·虚拟自然环境的集成技术探讨 | 第122-124页 |
| ·VGE、VPE、VME 的一体化表达 | 第122-123页 |
| ·物理现象、光学效果与图像表达的融合 | 第123-124页 |
| ·CPU、GPU、PPU 的综合 | 第124页 |
| ·本章小节 | 第124-125页 |
| 参考文献 | 第125-127页 |
| 第八章 总结与展望 | 第127-131页 |
| ·研究总结与创新点 | 第127-128页 |
| ·研究不足与技术展望 | 第128-131页 |
| 攻博期间的主要科研工作 | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132页 |
