[發(fā)明專(zhuān)利]圖像生成系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011276917.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112991507A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.倫納迪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 索尼互動(dòng)娛樂(lè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T15/20
• 分類(lèi)號(hào): G06T15/20;G06T17/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張曉明

一種用于執(zhí)行光線(xiàn)追蹤處理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：層次包圍盒標(biāo)識(shí)單元，其可操作以標(biāo)識(shí)用于生成虛擬環(huán)境的圖像的層次包圍盒結(jié)構(gòu)，所述層次包圍盒結(jié)構(gòu)包括關(guān)于所述虛擬環(huán)境內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)表面的信息，層次包圍盒選擇單元，其可操作以根據(jù)入射光線(xiàn)的方向丟棄所述層次包圍盒結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)元素，以及光線(xiàn)追蹤單元，其可操作以使用剩余的層次包圍盒元素執(zhí)行光線(xiàn)追蹤處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及圖像生成系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

光線(xiàn)追蹤是一種渲染技術(shù)，近年來(lái)由于其能夠生成高度的視覺(jué)真實(shí)感而受到廣泛關(guān)注。光線(xiàn)追蹤通常用于模擬圖像內(nèi)的多種光學(xué)效果，諸如反射、陰影和色差。

這對(duì)于任何基于計(jì)算機(jī)的圖像生成處理都是有用的，例如，對(duì)于電影中的特殊效果以及為計(jì)算機(jī)游戲生成圖像。盡管已經(jīng)討論了此類(lèi)技術(shù)并使用了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，但是直到最近，處理硬件才變得足夠強(qiáng)大，以便能夠?qū)崿F(xiàn)具有可接受的低延遲的光線(xiàn)追蹤技術(shù)，以用于實(shí)時(shí)應(yīng)用或至少在一段內(nèi)容內(nèi)的更廣泛的使用。

這樣的技術(shù)通過(guò)從相機(jī)追蹤場(chǎng)景中每個(gè)像素的光線(xiàn)來(lái)有效地確定場(chǎng)景中對(duì)象的視覺(jué)屬性。當(dāng)然，這是一個(gè)相當(dāng)耗費(fèi)計(jì)算的處理，預(yù)計(jì)將使用大量像素來(lái)顯示場(chǎng)景，并且即使對(duì)于較簡(jiǎn)單的場(chǎng)景(諸如反射很少的場(chǎng)景等)，也可能導(dǎo)致大量計(jì)算。鑒于此，掃描線(xiàn)渲染和其他渲染方法通常是優(yōu)選的渲染方法，其中，盡管圖像質(zhì)量較低，但延遲仍然被認(rèn)為是重要的。

試圖改善與基于光線(xiàn)追蹤的方法相關(guān)聯(lián)的渲染時(shí)間的一種技術(shù)是使用包圍盒(bounding volume)表示對(duì)象的分組。包圍盒的使用是有利的，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)光線(xiàn)一起測(cè)試一組對(duì)象的相交，而不是基于每個(gè)對(duì)象來(lái)測(cè)試。這可能意味著減少相交測(cè)試的時(shí)間，并且通過(guò)使用代表對(duì)象的簡(jiǎn)化形狀(諸如框或球體)來(lái)簡(jiǎn)化每個(gè)測(cè)試的計(jì)算。然而，盡管原則上是有利的，但是定義適當(dāng)?shù)陌鼑薪Y(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)可能是有問(wèn)題的。

光線(xiàn)追蹤作為可以增加所生成視頻內(nèi)容的感知真實(shí)感的技術(shù)，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)應(yīng)用尤為重要。在這樣的應(yīng)用中，當(dāng)然希望增加所提供的視覺(jué)的真實(shí)感，以改善內(nèi)容觀看者(諸如頭戴式顯示設(shè)備(HMD)的用戶(hù))所體驗(yàn)的沉浸感。但是，VR應(yīng)用對(duì)較長(zhǎng)的渲染時(shí)間特別敏感，因此光線(xiàn)追蹤技術(shù)并未在這些情況下廣泛使用。

因此，期望以允許在不將圖像渲染處理的延遲時(shí)間增加到不期望的水平的情況下生成真實(shí)圖像的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)光線(xiàn)追蹤算法。

發(fā)明內(nèi)容

在以上問(wèn)題的背景下產(chǎn)生了本公開(kāi)。

本公開(kāi)由權(quán)利要求1限定。

本公開(kāi)的其他各個(gè)方面和特征在所附權(quán)利要求中定義。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖通過(guò)示例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1示意性地示出了層次包圍盒(bounding volume hierarchy)；

圖2示意性地示出了包圍盒；

圖3示意性地示出了多個(gè)包圍盒；

圖4示意性地示出了三維空間中的立方體；

圖5示意性地示出了二維分組；

圖6示意性地示出了帶有入射光線(xiàn)的圖5的分組；

圖7示意性地示出了可選的二維分組；

圖8示意性地示出了其中提供了多個(gè)不相關(guān)的BVH的示例性BVH結(jié)構(gòu)；

圖9示意性地示出了其中提供了單個(gè)BVH的示例性BVH結(jié)構(gòu)；

圖10示意性地示出了其中提供了多個(gè)相關(guān)的BVH的示例性BVH結(jié)構(gòu)；

圖11示意性地示出了用于執(zhí)行光線(xiàn)追蹤處理的系統(tǒng)；