在驾驶仿真领域的中,视景画面的真实感一直是软件设计时的重要需求,视景场景中包括多种物体模型,其中,在人机交互过程中经常出现的是车辆模型。在当前仿真系统中使用的是一类以纹理贴图配合简单外形制作的车辆模型。这种模型缺乏真实感,影响视景画面的整体真实感效果,更加无法满足当前智能驾驶领域对驾驶仿真测试环境的高精度需求。因此,为提高仿真系统的画面真实感,需要一种将车辆模型高精度渲染的模型渲染算法。本文实现了一种基于物理的材质渲染算法,其理论基础是基于双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)的光照模型。该算法面向G PU架构优化设计,采用OpenGL(Open Graphics Library)图形显示架构,通过OpenGL着色器语言(OpenGL Shading Language,GLSL)实现。算法对外提供可调节的参数设置,允许根据材质特性选择金属性着色和非金属性着色,可设置的参数包括:材质颜色、光源颜色、表面光滑度和金属度。该算法同时支持顶点法线、顶点颜色和纹理贴图多种参数输入形式。在模型部件上独立使用该渲染算法,能够选择性的表现材质的金属或非金属性、光滑特性、菲涅尔效应、表面实时高光、环境对材质的间接光照效果、镀膜效果或玻璃材质的透明效果。使用本文实现的渲染算法渲染车辆模型时,在不提供材质纹理的情况下也能表现出很好的纯色材质质感,而纯色车漆是道路上车辆常见的颜色风格,因此该算法能够使用于仿真程序中道路车辆模型的渲染。同时,由于允许使用法线贴图,高精度模型的光照渲染效果能够在低精度模型上表现,使用该算法能降低对车辆模型复杂度的要求,有利于提高仿真程序的整体渲染效率。