[發(fā)明專利]一種在實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)中模擬IES精確光照的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610628474.X
• 申請(qǐng)日: 2016-08-03
• 公開（公告）號(hào): CN106327567B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳健;廈門匯鑫元軟件有限公司
• 主分類號(hào): G06T15/50
• 分類號(hào): G06T15/50
• 代理公司: 廈門創(chuàng)象知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成

1.一種在實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)中模擬IES精確光照的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、計(jì)算機(jī)讀取目標(biāo)光源的IES文件中大于等于0的N+1個(gè)位置的光照角度A[i]，i＝0，...，N，及其對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)I[i]，i＝0，...，N，并將光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)規(guī)范化為等光強(qiáng)的距離因子D[i]，i＝0，...，N；

S2、求解等光強(qiáng)的距離因子D[i]在極坐標(biāo)中的X軸分量集dx[i]與Y軸分量集dy[i]，并找出X軸分量集dx[i]中的最大值dx[m]，則有，

dx[i]＝D[i]*sin(A[i])，i＝0，...，N 式1)

dy[i]＝D[i]*cos(A[i])，i＝0，...，N 式2)

dx[m]＝max(dx[i])，i＝0，...，N；0＜m＜N 式3)；

S3、對(duì)所述X軸分量集dx[i]及Y軸分量集dy[i]作歸一化處理，獲得X軸分量集的單位根集d′x[i]及Y軸分量集的單位根集d′y[i]，則有，

S4、分別累加所述單位根集d′x[i]及d′y[i]，獲得點(diǎn)坐標(biāo)(X，Y)，則有，

S5、求解點(diǎn)坐標(biāo)(X，Y)與坐標(biāo)軸X＝0的夾角θ的余弦值，則有，

S6、對(duì)光源進(jìn)行分類：尋找光照角度A[i]中的最大角度值當(dāng)時(shí)，將光源視為聚光燈模型；當(dāng)?shù)獶[N]≠D[0]時(shí)，仍將光源仍視為聚光燈模型，將θ與分別作為聚光燈的內(nèi)角與外角；當(dāng)且D[N]＝D[0]時(shí)則將光源視為點(diǎn)光源模型；

S7、根據(jù)光源的分類求解對(duì)應(yīng)的光照參數(shù)：

對(duì)于點(diǎn)光源模型，其光照表達(dá)式為對(duì)于聚光燈模型，其光照表達(dá)式為式中，c為衰減常數(shù)，l為一次系數(shù)，q為二次系數(shù)，θ為內(nèi)角，為外角，d為距離，a為主光軸夾角，

不失一般性，令

定義IES文件中光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)最大時(shí)，其光強(qiáng)強(qiáng)度P＝1，隨著光照強(qiáng)度的遞減，光強(qiáng)強(qiáng)度線性衰減則P＝1時(shí)，c+l*d+q*d²＝K，根據(jù)步驟2中dx[m]的下標(biāo)m，取對(duì)應(yīng)位置的距離因子D[m]和光照角度A[m]，及坐標(biāo)原點(diǎn)的距離因子D[0]和光照角度A[0]代入方程聯(lián)立方程組：

當(dāng)為聚光燈模型時(shí)，代入步驟S6中的θ與值；

將一次系數(shù)l的取值范圍0＜l＜1代入式10中求出C的取值范圍[min，max]，取代入式10中，求得l與q的值；

設(shè)定閾值Pmin作為光強(qiáng)影響最小值，代入式9中，求出此時(shí)的距離因子D[r](D[r]＞D[0])，則該距離因子D即為光照影響范圍；

S8、發(fā)送步驟S7中求解出的光照參數(shù)到實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)的固定渲染管線或可編程渲染管線中，實(shí)時(shí)模擬出IES文件所描述的精確光照效果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)中模擬IES精確光照的方法，其特征在于：所述步驟S7中的閾值為0.001。