三维图形引擎综述
渲染引擎的原理
渲染引擎的原理主要是通过计算机图形学理论，将三维场景中的物体进行建模，然后通过光线追踪的方式模拟物体在光线照射下的物理反应，如反射、折射、阴影等，最终将物体的视觉效果呈现到二维平面上。
具体来说，渲染引擎的原理可以分为以下几个步骤：
1. 建模：首先需要将三维场景中的物体进行建模，可以使用三维建模软件进行创建和编辑。
建模的过程中需要考虑物体的形状、材质、纹理等信息。
2. 光照模型：光照是影响物体视觉效果的重要因素，渲染引擎需要使用光照模型来模拟光线照射下物体的反射、折射和阴影等现象。
光照模型需要考虑光源的位置、类型、强度等因素，以及物体表面的反射率和透明度等材质属性。
3. 纹理映射：纹理是物体表面细节的表现方式之一，渲染引擎需要将物体的纹理映射到物体上，以增强物体的真实感。
纹理映射需要考虑纹理的分辨率、坐标系统、重复模式等因素。
4. 动画和动态效果：在三维场景中，物体可能需要进行运动和动态变化，渲染引擎需要使用动画和动态效果算法来处理这些变化。
这些算法需要考虑物体的运动轨迹、速度、加速度等因素，以及运动过程中的光照和阴影等现象。
5. 渲染输出：最后，渲染引擎将处理后的画面输出到二维平面上，可以使用显示器、打印机等设备进行展示。
渲染输出的过程中需要考虑画面的分辨率、颜色深度、格式等因素。
渲染引擎的实现方式可以因不同的需求和平台而有所不同，但基本原理是相同的。
现代的渲染引擎通常使用图形处理器（GPU）来进行加速，以提高渲染的效率和质量。
以上就是渲染引擎的基本原理和过程，希望对你有所帮助。
三维渲染引擎技术和市场调研报告
三维渲染引擎技术和市场调研报告摘要：本报告对三维渲染引擎技术和市场进行了调研。
首先，介绍了三维渲染引擎的概念和作用，并分析了其核心技术。
然后，从市场规模、行业应用和发展趋势等多个角度对三维渲染引擎市场进行了分析。
最后，给出了几个建议，以便企业能更好地利用三维渲染引擎技术。
一、引言二、三维渲染引擎技术1.概念和作用三维渲染引擎是一种将三维模型转化为逼真图像的工具。
它通过模拟光线的传播、折射、反射等过程来生成真实感的图像。
三维渲染引擎可以帮助艺术家、设计师和开发者实现他们的创意，并将想象中的场景转化为真实可视的图像。
2.核心技术三维渲染引擎的核心技术包括光线追踪、阴影计算、纹理映射和物理模拟等。
光线追踪是一种模拟光线从光源到摄像机的传播过程，以确定每个像素的颜色和亮度。
阴影计算可以模拟不同物体之间的光线遮挡关系。
纹理映射技术可以将二维图像映射到三维模型表面，增加真实感。
物理模拟则可以模拟物体的物理特性，例如反射、折射和碰撞等。
三、市场调研分析1.市场规模2.行业应用三维渲染引擎在电影制作领域起到了关键作用。
通过利用三维渲染引擎，电影制片人可以创造出逼真的特效，提升电影的视觉效果。
同时，在游戏开发领域，三维渲染引擎也被广泛使用。
通过使用三维渲染引擎，游戏开发者可以实现更加逼真和令人沉浸的游戏体验。
此外，三维渲染引擎在建筑设计、工业设计和视觉效果等领域也受到了广泛应用。
3.发展趋势未来，三维渲染引擎市场将继续保持快速增长。
一方面，随着计算机性能的提升和图形处理器的发展，三维渲染引擎可以实现更加复杂和逼真的图像渲染。
另一方面，虚拟现实和增强现实等新兴技术的兴起，也将推动三维渲染引擎的应用。
此外，云渲染技术的发展也为三维渲染引擎提供了更多的发展机会。
四、建议针对企业利用三维渲染引擎技术的发展，提出以下建议：1.积极跟进技术进展，及时了解最新的三维渲染引擎技术和应用案例。
2.投资培训和人才引进，提高团队的三维渲染引擎技术水平。
scratch 3d引擎 原理 -回复
scratch 3d引擎原理-回复Scratch是一款非常受欢迎和易于上手的编程语言和创作工具，特别是在儿童和青少年中使用。
发布于2007年，后来发展出了Scratch 3D引擎，使得用户可以创建和控制三维场景和对象。
本文将解释Scratch 3D引擎的原理，并深入讨论其内部工作原理。
首先，让我们回顾一下Scratch的基本概念。
Scratch提供了一个图形化的界面，用户可以通过拖拽和连接图块来编写程序，而无需输入繁琐的代码。
这使得编程变得更加直观和有趣，并且极大地降低了学习曲线。
Scratch 3D引擎是在传统的二维引擎的基础上发展而来的，它引入了新的元素和功能，使得用户可以在三维空间中创建和操作对象。
为了实现这一点，Scratch 3D引擎采用了一些复杂的算法和技术。
首先，让我们了解Scratch 3D引擎是如何创建和呈现三维场景的。
引擎使用一种称为三维渲染的技术，它将场景中的对象转换为一系列的二维图像，并根据它们的位置、角度和大小将它们放置在屏幕上的正确位置。
这种技术使用了图形学中的矩阵和向量计算，以及光照和材质等效果的模拟。
在Scratch 3D引擎中，用户可以创建和编辑三维对象。
这些对象可以是基本的几何体（如立方体、球体和圆柱体），也可以是用户自定义的模型。
用户可以设置对象的属性，如位置、旋转角度和大小。
此外，用户还可以为对象添加贴图和纹理，以使其外观更加真实。
Scratch 3D引擎的核心功能是对象的运动和交互。
用户可以通过编写程序来控制对象的移动和行为。
例如，用户可以创建一个程序来让一个对象在场景中移动，或者让两个对象之间发生碰撞等。
Scratch 3D引擎通过实时计算对象的位置和状态，并更新场景中的其他对象来实现这些操作。
为了实现对象之间的交互，Scratch 3D引擎使用了一种称为消息传递的机制。
当一个对象发生某个事件时（如点击或碰撞），它会发送一个消息给其他对象，告诉它们如何响应。
三维GIS平台引擎选型报告
三维GIS平台选型报告三维GIS平台作为三维地籍信息系统底层支撑平台，对整个三维地籍项目的建设起着关键性的作用，所以对GIS平台认真进行选型工作非常必要。
一、三维GIS平台选型基本情况1、三维GIS选型分支三维GIS选型主要分为两个分支，第一个分支为国外成熟的GIS平台软件、skyline、GoogleEarth、World Wind、Arcglobe；第二个分支为国内一些较为著名的三维GIS软件：GeoGlobe、CityMaker 、EV-Globe、Uniscopess。
提供“数据-软件-网络-应用”四位一体的三维地理信息服务完整解决方案，具有以下优势。
实现海量三维模型数据的浏览和管理，在全球、城市、街区、室内进行连续、实时和平滑浏览，实现真实感与美感的和谐统一；面向服务的架构，用户可自定义扩展服务，跨网络、跨平台无缝聚合第三方服务；面向网络应用环境，支持数据分布式部署和服务分布式部署，以构建企业级分布式体系结构3D GIS应用。
二、项目的目标和计划按照总体规划、分步实施的思路，从三维地籍信息系统建设需求出发，我们的地籍建设要走“二三维地籍混合管理”的构架，这就决定了我们的三维GIS平台软件要能很好的跟原二维系统平台进行集成同时满足最大化的兼容，同时还要解决原二维系统所无法解决的地籍需求。
1、项目的基本实现目标（1）三维空间数据生产入库模块。
（2）实现二维浏览与二维宗地浏览的无缝衔接。
（3）设计制作三维形式的业务图表。
三、三维GIS平台选型总结（1）三维GIS平台的选型应考虑资源复用，我们的空信平台及其它三维项目均以Skyline为三维平台，平台在内部有良好的使用经验，本项目也可以使用由空信部Skyline发布的三维数据服务，可以尽可能的节省项目开支及加强已有资源的复用。
（2）三维GIS平台作为三维地籍信息系统的底层支撑软件，软件的选型对整个三维地籍系统建设起关键作用，平台软件必须能承载海量数据的处理和浏览效率。
三维动画场景文献综述范文模板例文
三维动画场景文献综述范文模板例文在本文综述中，我们对三维动画场景进行了详细的研究和文献综述。
我们主要关注了三维动画场景的设计、建模、渲染和动画效果等方面的研究。
我们选择了以下几篇相关文献进行综述，并对它们的研究方法、实验结果和创新点进行了详细的描述和分析。
1. 文献1：《基于虚拟场景的三维模型重建方法研究》这篇文献主要介绍了一种基于虚拟场景的三维模型重建方法。
作者首先对场景进行了拍摄和扫描，然后使用计算机视觉和图像处理技术对这些数据进行处理，最终生成了高质量的三维模型。
文章中提到了一些关键技术，如点云配准、表面重建和纹理映射等。
实验结果表明，该方法能够有效地重建复杂的三维场景，并获得真实感和逼真度较高的模型。
2. 文献2：《基于物理模拟的三维动画场景设计方法研究》这篇文献介绍了一种基于物理模拟的三维动画场景设计方法。
作者通过使用物理引擎和动力学模拟技术，可以模拟真实世界中的物理效应，如重力、碰撞和流体动力学等。
文中对于如何使用物理模拟来设计复杂的场景进行了详细的描述，并提供了一些实际案例和实验结果。
结果表明，该方法能够有效地改善三维动画场景的真实感和逼真度。
3. 文献3：《基于光线追踪的三维动画场景渲染方法研究》这篇文献提出了一种基于光线追踪的三维动画场景渲染方法。
作者通过模拟光线在场景中的传播和反射，可以模拟真实世界中的光照效果和阴影效果。
文中详细介绍了光线追踪算法的原理和实现方法，并给出了一些实验结果和比较分析。
实验结果表明，该方法具有较高的渲染质量和真实感，能够有效地提高三维动画场景的视觉效果。
综上所述，以上三篇文献对于三维动画场景的设计、建模、渲染和动画效果等方面进行了重要的研究。
它们提供了一些创新的方法和技术，能够有效地提高三维动画场景的真实感和逼真度。
未来的研究可以进一步探索和改进这些方法，并将其应用于实际的三维动画制作中。
4_3D引擎中的几何问题
要表示这条直线还需要一个点
(N1) y (N 2)y Vy (N1)z (N 2)z Vz
1
(N1)x Q ( N 2 ) x V x
D1 D2 0
P ( t ) Q tV
20
3D空间中的平面
平面的变换
2
9
3D空间中的直线
用矩阵表示
V P2 V p VQ V p V Q s ( Q 0 P0 ) V P 2 VQ t ( P0 Q 0 ) V Q
s V t V p VQ
t N Q D N V
P ( t ) Q tV
如果N.V＝0
N.Q＋D＝0 否则
15
3D空间中的平面
用四维向量表示
注意Q和V的不同
L (N , D)
t L Q L V
16
3D空间中的平面
三个平面相交
设 L1 ( N 1 , D 1 ) L 2 示任意三个平面
Q ( t ) Q 0 tV Q
7
计算两条直线之间的距离d
3D空间中的直线
两条直线之间的距离
f ( s , t ) P ( s ) Q (t )
2
f ( s , t ) P ( s ) Q (t ) 2 P ( s ) Q (t )
2 2
( P0 sV P ) ( Q 0 tV Q )
1
( Q 0 P0 ) V P ( P0 Q 0 ) V Q V p V Q ( Q 0 P0 ) V P 2 V P ( P0 Q 0 ) V Q
三维渲染引擎OGRE与OSG的比较综述
介 绍 他 们 在 运 行 效 率 、场 景 管 理 、功 能 支 持 、可 扩 展 性 等 方 面 的 异 同 。
关键词：三维渲染引擎 OGRE OSG
中图分类号：T P 3 9 3 . 1 8
文 献 标 识 码 ：A
文章编号：1007-9416(2011)10-0175-03
1 、引言
OSG让所有的人在场景图技术中受益，无论是商业还是非商业
（Classes），枚举（Enums），结构（Structures）放在同一个命名空间
图 2 OGRE 中场景图和场景内容关系描述
（Namespaces）下，可以防止命名混淆。比如，在OGRE中定义的类、
场景图形树结构的顶部是一个根节点。从根节点向下延伸，各
数据类型时，必须加上“Ogre::”的前缀“，Ogre::Camera”；在OSG 个组节点中均包含了几何信息和用于控制其外观的渲染状态信息。
广泛；设计模式（design patterns）的使用。
但两者也存在着明显的差异，OGRE从它的命名上可以看出，
它是一个面向对象的三维渲染引擎。相比OpenGL和D3D的显明带
有面向过程特征的API，经过抽象的面向对象API更简明，使用更方
便。而OSG是在OpenGL基础上提供了很多使用方便的功能包（即对
要是OpenGL平台支持的操作系统，OSG就支持。
点中均包含了几何信息和用于控制其外观的渲染状态信息。根节点
3.3 多语言支持
和各个组节点都可以有0个或多个子成员。在场景图形的最底部，各
OSG和OGRE 以社区项目的形式支持多种语言，比如C#、 个叶节点包含了构成场景中物体的实际几何信息。因此，可以概括
象的框架，从而能把开发者从实现和优化底层图形的调用中解脱出
三维渲染引擎OGRE与OSG的比较综述
２． Ｇ Ｒ Ｅ １ｏ
况。
ＯＧ （ ｂ ｅ ｔ Ｏ ｉｎ ｅ ａ ｈ ｃ ｅ ｄ ｒ ｇ Ｅ ｇ ｎ ） ： ＲＥ Ｏ ｊｃ － ｒｅ ｔｄ Ｇｒ ｐ ｉｓ Ｒ ｎ ｅ ｉ ｎ ｉｅ 即 ｎ
２． ． 快 速 开 发 ２３
面 向对 象 图 形 渲 染 引 擎 ， 是一 个 用 Ｃ ＋ 发 的 面 向场 景 、 常 灵活 ＋ 开 非 的 ３ 擎 ， 生 于 Ｉ９ 年 。 旨 在 让 开 发 人 员 更 容 易 、 直 接 地 利 Ｄ引 诞 ９９ 它 更 用硬件加速 的３ Ｄ图形系统开 发应用 。 个类库 隐藏 了底 层系统库 这 Ｄｒｃ３ ￣ Ｏ ｅ Ｇ 的所 有 细 节 ， 支 持 多 种 高级 特性 ， 供 了一 个 ｉｅｔＤ Ｗ ｐ ｎ Ｌ 并 提 基于 现实 世界对象 和其他直 观类 的接 口。 目前官网 中Ｏ Ｒ 的最新 Ｇ Ｅ 版 本 为 １７ ３ ．．。 Ｏ ＲＥ Ｇ 几乎 拥 有 Ｊ商 Ｊ ３ 渲 染 引擎 的 全部 特 性 ， 至有 些 方 面 ， ￣ Ｄ ｋ 甚 超越了它们 ：１自动处理 渲染状态和空 间剪 裁 ； ） １ ） （ （ 支持所有 纹理 ２ 混 合 和 绑 定 技 术 ， 时 支持 Ｘ Ｇ Ｕ编 程 技 术 ， 持 汇 编 语 言 和 所 有 同 ＣＰ 支 高 级 语 言 形 式 的 各 种 着 色 语 言 ， 中 高 级 语 言 包 括 ： ｇ， Ｓ ｛ 其 Ｃ ＨＬ Ｌ Ｈ Ｇ Ｓ ； ） 大 且 成 熟 的材 质 管 理 和 脚 本 系 统 ， 以 不 动一 行 代 码 去 Ｌ Ｌ （强 ３ 可 进 行 材 质 维 护 ； ） 持 多 种 纹 理 图片 格 式 ， （支 ４ 包括 ：ＮＧ， Ａ， Ｄ ， Ｐ ＴＧ Ｄ Ｓ ＴＩ Ｇ Ｆ，Ｐ 同 时支 持 特 殊 格 式 的 纹理 ； ） 面 支 持 对 顶 点 和 索 Ｆ， Ｉ Ｊ Ｇ， （全 ５ 引 缓 存 （ｅｔｘａ ｄｉｄｘ ｂ ｆ ｒ）顶 点 声 明 （ｅｔｘｄ ｃ ｒｔ ｎ ） ｖｒｅ ｎ ｎ ｅ ｕ ｅｓ、 ｖｒｅ ｅｌ ａｉ ｓ ａ ｏ 以及 贴 图缓 存 （ ｕｆ ｐ ｉｇ ） （） 出 以 插 件 方 式 链 接 不 同场 ｂ ｆ ｒｍａ ｐｎ ｓ ； 给 ｅ ６ 景 结 构 的 接 口 ， 许 你 使 用 适 合 自 己应 用 程 序 的 场 景 体 系 ； ） 熟 允 （成 ７ 且 可 扩 展 的 资 源 管 理 和 载 入 系 统 ， 件 系 统 支 持 的 文 件 包 括 ｚｐ， 文 ｉ
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Figure 1. “3I” feature: immersion, interaction, imagination 图 1. “3I”特征：沉浸–交互–想象[1]
Figure 2. The development level of 3D drawing tools 图 2. 三维图形绘制工具开发层次
虚拟现实研究的主要内容包括实时三维图形生成技术、多传感器交互技术和高分辨率现实技术[2]。 其软件技术基础则是三维图形渲染技术。目前三维图形技术的底层图形开发包主要有三类：
(1) 微软公司制定的 Direct3D，并以此衍生出的基于.Net 框架平台的 XNA 技术，以及适用于浏览器 的 Silverlight 技术；
关键词
虚拟现实，三维图形引擎，基本架构，绘制原理
1. 引言
虚拟现实(Virtual Reality，简称 VR，又称为虚拟实景)，是一种基于可计算信息的多通道的沉浸式交 互环境，它是以计算机技术为核心，结合其他相关科学技术(如交互技术、人工智能等)，生成一个在视、 听、触感等方面与逼真环境高度近似的数字化环境，用户可以借助其他设备与该环境进行交互，从而产 生身临对应真实环境的感受和体验[1] [2]。虚拟现实的研究已经有 20 多年，直到现在，它仍是计算机图 形学三大热门话题之一。它以“3I”的特性(见图 1) (Immersion 沉浸感、Interaction 交互式、Imagination 想象力)，应用于各个方向领域，包括公共安全、工业设计、医疗辅助、军事模拟、航空航天、交通规划 和文化教育等，其应用又集中在培训演练、规划设计和展示娱乐三方面。
Abstract
Objective: Virtual Reality is the high-tech advanced technology developed in recent years, calculated using high-speed computer to simulate a virtual three-dimension space. It allows users to have sensory simulation with vision, hearing, touch and so on. Users feel that they are in the area, and can observe all the thing in the three-dimensional space in real time and without limitation. The three-dimensional graphics rendering technology is not only the basis of software technique in virtual reality, but also the core of the three-dimensional graphics engine. In order to make more researchers have a more comprehensive understanding in 3D graphics engine theory, structure and principle, a detailed introduction was reviewed. Method: A large number of 3D engine theory were summarized, classified and compared. This paper introduces the definition of the virtual reality briefly, as well as mainly introducing the research status, basic structure and draw principle of the three-dimensional graphics engine. Result: So far, there are so many 3D engine with many differences, but the basic structure and drawing principle are the same. The change is how to organize the structure of each module. In order to make the engine has maximum performance, we should consider the relationship of each module. Conclusion: The 3D engine technology is the basis of virtual reality, and there are a number of problems we should overcome. Some problems also need further research.
魏新亮，孙伟
1中山大学软件学院，广东 广州 2中山大学信息技术教育部重点实验室，广东 广州 Email: weixinl@, sunwei@
收稿日期：2015年9月5日；录用日期：2015年9月26日；发布日期：2015年9月30日
Review of Three-Dimensional Graphics Engine
Xinliang Wei1,2, Wei Sun1,2
1School of Software, SUN Yat-sen University, Guangzhou Guangdong 2Key Laboratory of Information Technology (Ministry of Education), SUN Yat-sen University, Guangzhou Guangdong Email: weixinl@, sunwei@ Received: Sep. 5th, 2015; accepted: Sep. 26th, 2015; published: Sep. 30th, 2015
可视化开发平台 可视化开发环境/API 面向对象/函数集合绘制程序框架 较高，开发环境受限
不高 低 较小
299
魏新亮，孙伟
维图形程序开发者们的效率，在设计一个三维图形引擎时也要考虑充分三维引擎模块的高隐藏性和可扩 展性。
三维引擎是虚拟现实技术的一部分，应用领域非常广泛。具体应用于军事训练、企业生产、科研方面、 游戏娱乐、商业应用等等。三维引擎技术不仅仅在虚拟现实方面应用广泛，在计算机辅助设计与制造、 CG 制作、航空航天、地质勘探等等方面也有着广泛应用[3]。其中，游戏娱乐是三维引擎发展的重要领域。 2003 年，国家 863 计划将三维游戏引擎的研发纳入了高技术发展计划。目前，我国的三维引擎开发比较 落后，研发一款自己的三维引擎，研究三维引擎的关键技术是一次有意义的尝试，许多商业公司，学校， 研究所加入了研究三维引擎的行列，这对我国的三维引擎技术的发展与进步起到了积极的推动作用。
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2015, 5(8), 297-312 Published Online August 2015 in Hans. /journal/csa /10.12677/csa.2015.58038
Keywords
Virtual Reality, Three-Dimensional Graphics Engine, Basic Structure, Draw Principle
三维图形引擎综述
魏新亮1,2，孙伟1,2
文章引用: 魏新亮, 孙伟. 三维图形引擎综述[J]. 计算机科学与应用, 2015, 5(8): 297-312. /10.12677/csa.2015.58038
Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
摘要
目的：虚拟现实是近年来出现的高新前沿技术，利用电脑高速计算，模拟产生一个虚拟的三维空间，让 使用者拥有视觉、听觉、触觉等感官的模拟，如同亲历其境一般，可以实时、无限制地观察和体验三度 空间内的所有事物。虚拟现实的软件技术基础是三维图形渲染技术，三维图形渲染技术也是三维图形引 擎的核心。为使国内外三维图形研究者对三维图形引擎的理论，架构和原理有一个比较全面的认识，对 其进行比较系统地综述。方法：通过对国内外大量的虚拟现实，三维引擎的知识进行总结，分类及比较， 本文简要介绍了虚拟现实的定义，主要论述了三维图形引擎的研究现状，基本架构和绘制原理。结果： 目前存在很多三维引擎，每个引擎的功能也许存在差异，不过在基本架构和绘制原理上是没有变的，改 变的则是对架构中不同模块的组织，如何合理组织各个模块的关系，使引擎能发挥最大的性能。结论： 三维图形引擎技术是虚拟现实技术的基础，目前仍然有许多需要克服的问题，针对不同的问题还需要进 行深入地研究与学习。
本文在前人的基础上对三维图形引擎进行综述，首先介绍了三维图形引擎的发展现状，然后介绍三 维图形引擎的基本架构和绘制原理，最后展望一下三维图形引擎的未来趋势以及指出三维图形引擎需要 进一步需要解决与完善的若干技术问题。
2. 三维图形引擎研究现状
Table 1. The comparison of 3D drawing tools 表 1. 三维图形绘制工具对比
接口方式 封装方式
灵活性 执行效பைடு நூலகம் 技术要求 系统开发量
基础三维图形绘制库 API
函数集合 高 高 高 大
三维图形引擎 IDE/API