[發明專利]一種參與介質的路徑引導方法

有效

• 申請號: 201911244447.2
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111161384B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 王貝貝;鄧鴻
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發明公開了一種一種參與介質的路徑引導方法，使用了S?D樹來表示體積介質中的入射輻射度分布，并提出了新的乘積重要性采樣方法，將入射輻射度分布和相位函數僅通過若干樣本組合起來。本發明與傳統的路徑追蹤相比能夠更快收斂。同時，通過對入射輻射度分布和相位函數分布的分析，提出了選擇性重要性采樣策略來避免不必要的乘機重要性采樣，進一步提高收斂速度。本發明適用于任何介質，包括多重散射為主的低頻效應和單散射為主的高頻效應。

技術領域

本發明屬于計算機圖形渲染領域，更具體地，涉及一種參與介質的路徑引導方法。

背景技術

渲染帶有半透明介質的場景一直是一項開銷非常大的工作。為了渲染高反射率的介質，例如牛奶或者皮膚，需要在介質中模擬海量的散射事件。

近年以來，有許多方法被提出以解決上述介質的渲染問題。對于路徑追蹤，早期的方法是使用Monte?Carlo積分來計算光照；在近期工作中，Georgiev等人(Jointimportance?sampling?of?low-order?volumetric?scattering.ACM?Transactions?onGraphics(Proceedings?of?SIGGRAPHAsia?2013),32(6),nov?2013.2)在重要性采樣中使用幾何因子和散射因子的乘積來幫助渲染參與介質。Chandrasekhar(Radiativetransfer.Dover?publications,New?York,1960.2,3)提出了介質中的輻射度傳輸方程，Jensen和Christensen(Efficient?simulation?oflight?transport?in?scenes?withparticipating?media?using?photon?maps.In?SIGGRAPH,pages311–320,1998.2)將介質輻射度傳輸方程整合進了光子映射方法中。Jarosz等人擴展了這種方法，用光束代替光子，獲得了更快的計算速度和更少的噪聲。Krivánek等人(Unifying?points,beams,and?pathsin?volumetric?light?transport?simulation.ACM?Trans.Graph.(proc.SIGGRAPH),33(4):1–13,Aug.2014.2,6)使用多重重要性采樣，自動的選擇使用光束，點還是路徑。基于光子映射的方法雖然能更好地模擬介質中的光線傳播，不過這是一個統計有偏的方法。