[發明專利]用三維場景空間梯度信息實現屏幕像素自適應采樣的方法有效
| 申請號： | 201410332148.5 | 申請日： | 2014-07-05 |
| 公開（公告）號： | CN104063891B | 公開（公告）日： | 2017-04-19 |
| 發明（設計）人： | 陳純毅;楊華民;李巖芳;蔣振剛;曲福恒;李華 | 申請（專利權）人： | 長春理工大學 |
| 主分類號： | G06T13/00 | 分類號： | G06T13/00;G06T17/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 130022 *** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 光線 跟蹤 利用 三維 場景 空間 梯度 信息 實現 屏幕 像素 自適應 采樣 方法 | ||
1.在光線跟蹤中利用三維場景空間梯度信息實現屏幕像素自適應采樣的方法，其特征在于，技術解決方案和所需的實現步驟如下：
本方法的技術解決方案：首先使用光線投射方法，從視點位置發射穿過各屏幕像素中心點的光線，計算光線與三維場景的幾何對象的離視點最近的交點及交點位置處的法向量；然后計算各屏幕像素對應的三維場景空間梯度的幅值的最大值A001；最后根據最大值A001，自適應地選取屏幕像素的采樣光線數目，并完成對三維場景的光線跟蹤繪制；屏幕像素(109)對應的三維場景空間梯度的幅值的最大值A001根據屏幕像素(109)及其周圍的相鄰屏幕像素對應的穿過屏幕像素中心點的光線與三維場景的幾何對象的交點及交點位置處的法向量計算得到；
本方法的第一部分計算各個屏幕像素對應的三維場景空間梯度信息，具體實現步驟如下：
Step001：對每個屏幕像素A002，使用光線投射方法，從視點位置發射穿過屏幕像素A002的中心點的光線A101，計算光線A101與三維場景的幾何對象的離視點最近的交點A102以及交點A102處的幾何對象表面法向量A103；將屏幕像素A002對應的光線A101對應的交點A102和法向量A103保存在計算機系統的內存中；每個屏幕像素A002都與保存在計算機系統的內存中的一個交點A102和法向量A103相對應；
Step002：對每個屏幕像素A002，做如下操作：
Step002-1：計算屏幕像素A002對應的保存在計算機系統的內存中的交點A102到視點的距離D1；將屏幕像素A002對應的保存在計算機系統的內存中的法向量A103賦值給變量N1；對變量N1表示的法向量進行歸一化，再將歸一化后的結果賦值給變量N1；
Step002-2：令變量dDm＝0；令變量dNm＝0；
Step002-3：對屏幕像素A002周圍的每個相鄰屏幕像素A105，做如下操作：
計算屏幕像素A105對應的保存在計算機系統的內存中的交點A102到視點的距離D2；如果|D1-D2|＞dDm，則令dDm＝|D1-D2|；將屏幕像素A105對應的保存在計算機系統的內存中的法向量A103賦值給變量N2；對變量N2表示的法向量進行歸一化，再將歸一化后的結果賦值給變量N2；如果max(|N1，x-N2，x|，|N1，y-N2，y|，|N1，z-N2，z|)＞dNm，則令dNm＝max(|N1，x-N2，x|，|N1，y-N2，y|，|N1，z-N2，z|)；N1，x為變量N1表示的法向量的x分量，N1，y為變量N1表示的法向量的y分量，N1，z為變量N1表示的法向量的z分量，N2，x為變量N2表示的法向量的x分量，N2，y為變量N2表示的法向量的y分量，N2，z為變量N2表示的法向量的z分量，max表示求最大值，|·|表示求絕對值；
Step002-4：為屏幕像素A002關聯一個深度梯度的幅值的最大值變量A106，將變量A106賦值為變量dDm的值；為屏幕像素A002關聯一個法向量梯度的幅值的最大值變量A107，將變量A107賦值為變量dNm的值；
Step002-5：針對屏幕像素A002的操作結束；
本方法的第二部分在光線跟蹤中利用三維場景空間梯度信息實現屏幕像素自適應采樣，具體實現步驟如下：
Step101：對每個屏幕像素B001，做如下操作：
Step101-1：在本方法的第一部分得到的三維場景空間梯度信息的基礎上，將與屏幕像素B001相關聯的深度梯度的幅值的最大值變量A106的值賦值給變量Dm，將與屏幕像素B001相關聯的法向量梯度的幅值的最大值變量A107的值賦值給變量Nm；
Step101-2：如果其中Tm為深度梯度閾值，Sm為法向量梯度閾值，表示向下取整，則轉子步驟Step101-4；
Step101-3：如果則將賦值給變量NUM，否則將25賦值給變量NUM；轉子步驟Step101-5；
Step101-4：如果則將賦值給變量NUM，否則將25賦值給變量NUM；
Step101-5：在屏幕像素B001的空間區域內隨機地選取NUM個點，從視點位置發射光線穿過這NUM個點，得到NUM條光線；利用光線跟蹤方法，跟蹤這NUM條光線在三維場景中的傳輸，計算每條光線對應的光亮度，最后計算這NUM條光線的光亮度的平均值B002；
Step101-6：針對屏幕像素B001的操作結束；
Step102：根據各屏幕像素對應的光亮度的平均值B002，計算各屏幕像素的顏色值，以生成三維場景畫面的圖像，將其保存到計算機系統的磁盤文件中。
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于長春理工大學，未經長春理工大學許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業授權和技術合作，請聯系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201410332148.5/1.html，轉載請聲明來源鉆瓜專利網。
