面向VR大空间的实时渲染优化 ——基于GPU的八叉树剔除算法研究与应用

邹 努1, 付 静怡1, 黄 旋2
1、江西泰豪动漫职业学院
2、江西财经大学VR现代产业学院

摘要


虚拟现实（VR）大空间场景以其广阔、复杂的几何与环境特征，对实时渲染性能提出了前所未有的挑战。
传统的视锥剔除与层次包围盒技术在处理海量、高密度模型时力有不逮，成为制约沉浸感与交互流畅性的关键技术
瓶颈。本研究聚焦于大空间场景管理的核心问题——高效剔除不可见物体，提出并实现了一套完全在GPU上并行执
行的动态八叉树剔除系统。该系统通过构建空间场景的层次化八叉树数据结构，并利用计算着色器在每一帧并行执
行从粗到精的遍历与测试，实现对大规模场景的毫秒级剔除。实验表明，相较于传统的CPU端剔除方案，本方法将
剔除耗时降低了一个数量级，并将绘制调用（Draw Call）稳定控制在预算之内，从而在保持高视觉保真度的同时，
确保了VR大空间应用所必需的90Hz以上渲染帧率。本研究为文化遗产数字化展示、大型虚拟文旅等VR大空间应
用提供了关键的底层渲染优化支撑。

关键词


VR大空间；实时渲染；场景管理；遮挡剔除；GPU计算；八叉树

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参考


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