基于分治采样的实时复杂光源照明

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第 ２ ３卷 第 １期 ２１ ０ １年 １月
计算 机辅 助设计 与 图形学 学报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｍｐ ｔｒ Ａｉｅ ｓ ｎ ＆ Ｃｏ ｕｅ ａ ｈｃ ｏ ｒ ａ ｆＣｏ ｕｅ — ｄ ｄ Ｄｅ ｉ ｇ ｍｐ ｔｒＧｒ ｐ ｉｓ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ １ １２ ．
Ｊｎ ２ １ ａ， ０１ ．
（ ｅ ｄｏ ｋ ｇ ｉ ｏ ） ｒｄ ｃ ＠ ｍａｋｃ ｒ ｎ
北 京 １ ０ ８ ） ０ ０ ４
Βιβλιοθήκη Baidu
摘
一
要 ： 有 渲 染 复 杂 光 源 光 照 的 技 术 大 多需 要 一 个 长 时 间 的预 处 理 阶段 ， 些 不需 要 预处 理 的技 术 往 往 只专 注 某 现 一 类 型 的光 照 效 果 ． 了解 决 不 同类 型 光 照 计 算 需 要 不 同类 型 采 样 策 略 的 问题 ， 出 一 个 新 的 、 为 提 不需 预 计 算 的 高 效
渲 染 复 杂 光 源 光 照 的 框架 ． 过 对 渲 染 方 程 进 行 分 治 采 样 ， 一 的 光 照 计 算 被 分 解 为 高 频 反 射 、 频 反 射 以 及 遮 挡 通 统 低
阴影 ３ ， 项 每一 项采 用 不 同 的 采样 策略 计 算 ， 使各 部分 都 能 在 较 短 的 时 间 内得 到高 质 量 的渲 染 结 果 ． 频 反 射 项 根 以 高 据 材 质 Ｂ ＤＦ的特 性 进 行 重 要 性 采 样 ； 频 反 射 项 是 以光 源 亮 度 作 为 采 样 权 重 对 光 源 进 行 预 采 样 计 算 得 到 的 ； 挡 Ｒ 低 遮 项 的结 果 由屏 幕 空 间 的深 度 信 息 采 样 计 算 得 到 ． 于遮 挡 阴影 的低 频 特 性 ， 隔 采 样 技 术 可 以 在 保 持 视 觉 效 果 的 同 由 间 时 大 大 减少 每个 像 素 的采 样数 量 ． 渲 染 框 架 易 于 在 Ｇ Ｕ 上 实 现 ， 可 以解 决 很 多 实 时 渲 染 问 题 ． 验 结 果 以 及 对 此 Ｐ 且 实
基 于 分 治 采 样 的 实 时 复 杂 光 源 照 明
姚春晖 “， 斌 ’王
（ 华 大 学 软件 学 院 清
， 雍俊海
北 京 １ ０ ８ ） ０ ０ ４
（ 华 大 学计 算 机 科 学 与 技 术 系 北 京 １０ ８ ） 清 ０ ０ ４ ”（ 息 系 统安 全 教 育 部 重 点 实 验 室 北 京 １０ ８ ） 信 ０ ０ ４ （ 华信 息科 学 与 技 术 国家 实 验 室 清
”（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｓ ｆ ｗａ ｅ ｓ ｇ ｕ ｎｖ ｒｉ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｏ ｔ ｒ ，Ｔ ｉ ｈ ａ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ，Ｂ ｉｉｇ １ ０ ８ ） ｎ ｔ ｅ ｎ ０ ０ ４ ｊ （ ｐ ｒｍｅ ｔ ｆ Ｃ ｍｐ ｔｒＳ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ，Ｔ ｉ ｇ ｕ ｎ ｖ ｒｉ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｏ ｕｅ ｃｅ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｎ ｓｎ ｈ ａ Ｕ ｉ ｅｓｔ ｙ，Ｂ ｉ ｉｇ １ ０ ８ ） ｅｊｎ ０ ０ ４ 。 （ Ｌ ｂ ｒ ｔ ｒ ｏ ，ｏ ｍａ ｉｎ Ｓ ｓｅ ｅ ｕ ｉ ＫＰ ａ ｏ ａ ｏ ｙ ｆ ｒ ｈ ｆｗ ｔ ｙ ｔｍ Ｓ ｃ ｒｔ ｏ ｙ，Ｍｉ ｉ ｒ ｕ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｒ ｎｓ ｙｏ Ｅｄ ｃ ｔ ｆ Ｃ ｉａ，Ｂ ｉｉｇ １ ０ ８ ） ｔ ｆ ｏ ， ｅｊｎ ０ ０ ４
Ｒｅ ｌｌｉ ｅ Ｈｌ ｍ ｉ ｔｏ ｆＣｏ ｐ ｅ ｔ ｉ ｇ Ｄｉ ｉ ｅ ｍ ｐ ｉ ｇ ａ — ｕ ｎａ ｉ ｎ ｏ ｍ ｌ ｘ Ｌｉ ｍ ｓ Ｕｓｎ ｖ ｄ ｄ Ｓａ ｌｎ
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比表 明 ， 用 该 技 术 框 架 能 够 处 理 完 整 的 复 杂 光 照效 果 ， 达 到 比现 有 技 术 更 高 的 渲 染 质 量 ． 应 且 关 键 词 ： 时 渲 染 ； 要 性 采 样 ； 杂 光 源 ； 境 映 射 实 重 复 环
中 图 法 分 类 号 ：ＴＰ３ １ ９
（ ｉｇｈ ａＮａ ｉｎ ｌＬａ ｏ ａ ｏ ｙ ｆ ｒＪ ｆｏ ｍａｉｎ Ｓｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂｅｊｎ １ ０ ８ ） Ｔｓｎ ｕ ｔｏ ａ ｂ ｒ ｔｒ ｏ ｎ ｒ ｔｏ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉｉｇ ０ ０ ４
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｅｘ ｓ ｎ ｅ ｈｏ ｓ ｆ ｒ ｒ ａ —ｉ ｅ ｉｌ ｉ ａ ｉ ｎ ｏｆｃ ｍ ｐｌ ｘ ｌｇ ｓ，ｅ ｔ ｅ ｅ ｕｉｅ ｌ ｇ ｔｍ ｅ ｐ ｅ ｔａ ｔ ｉｔ ｇ ｍ ｔ ｄ ｏ ｅ ｂｔｍ ｌｕｍ ｎ ｔｏ ｏ ｉ ｅ ｉ ｈｔ ｉｈ ｒ ｒ ｑ ｒ ｏｎ ｉ ｒ —