题目：虚拟现实中图像的逼真渲染技术研究

图像显示的逼真程度是衡量虚拟现实（Virtual Reality）系统性能的一个重要指标，为提高虚拟现实中图像显示的逼真度，本文对虚拟现实中图像的逼真渲染技术进行了深入研究。研究的方向是计算机图形学中的纹理映射技术和光照着色技术，在这两种技术中，选择了高动态范围光照、环境映射和凹凸映射三种技术进行深入研究。首先叙述了虚拟现实技术的概念和特点，分析了虚拟现实对图像绘制的要求。回顾了计算机图形学的重要分支——真实感图形学的特点和应用。详细叙述了论文重点研究的纹理映射和光照着色两种技术的概念、主要技术和目前的发展情况。介绍了顶点着色器、像素着色器、OpenGL和DirectX的基本概念。进而详细叙述了近年来实时图形学的一个新的热门研究方向——高动态范围（HDR）技术的概念和目前的发展情况，进而，详细分析了目前普遍采用的高动态范围技术的原理和实现步骤。进而，对目前HDR技术中的两种加速算法提出了改进方案，对改进方案进行了编程实现并分析了改进结果。而后，叙述了环境映射技术的概念和实现思想，详细论述了目前流行的立方体贴图技术（Cube Map）的技术原理和实现步骤。分析了目前环境映射技术中存在的亮度失真问题，提出了一种通过使用高动态范围图像作为环境映射背景纹理的解决方法，给出了RGBE格式高动态范围图像编、解码过程的HLSL语言代码，并对整个解决方法进行了实际渲染实现，取得了令人满意的效果，也证明此方法确实是解决问题的一种有效途径。然后，分析了凹凸映射技术的概念和基本原理，论述了使用凹凸映射技术实现动态水面实时渲染的过程。在三维实时渲染作品“泰姬陵”中，详细讨论了水波的建模方法，凹凸映射以及环境映射的应用方法。最后，结合硕士期间参与的两个科研项目，详细叙述了虚拟现实环境中对逼真渲染技术的应用过程。其中，在“虚拟座舱飞行模拟器中MFD的仿真”中，论述了多重纹理和Alpha融合技术的应用方法；在“基于Direct3D的飞行演示系统”中，论述了Direct3D架构的建立、透明效果的实现、高光Shader和尾烟的加入方法。上述两个项目开发过程的论述，对于今后类似系统的开发具有重要的参考价值。