[發(fā)明專利]一種基于算法的光線追蹤方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210726653.2
• 申請(qǐng)日: 2022-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115049779A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊石興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安恒歌數(shù)碼科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06T15/06
• 分類號(hào): G06T15/06;G06T15/00
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 吳志麗

本發(fā)明提供一種基于算法的光線追蹤方法，涉及光線追蹤技術(shù)領(lǐng)域，該基于算法的光線追蹤方法，包括以下步驟：步驟一：獲取待渲染場(chǎng)景圖，并將帶渲染場(chǎng)景圖創(chuàng)建紋理緩存；步驟二：按照物體數(shù)量的多少將帶渲染場(chǎng)景劃分為區(qū)域A和區(qū)域B；步驟三：使用三角形剖分將區(qū)域A和區(qū)域B進(jìn)行劃分；步驟四：對(duì)三角形的三點(diǎn)坐標(biāo)及中點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄；步驟五：根據(jù)三角形坐標(biāo)分別對(duì)區(qū)域A和區(qū)域B進(jìn)行初步渲染；通過(guò)將待渲染的場(chǎng)景圖按物體數(shù)量的多少劃分為區(qū)域A和區(qū)域B，并使用三角形剖分對(duì)其進(jìn)行分別剖分，能夠方便使用者對(duì)其進(jìn)行分區(qū)渲染并根據(jù)分區(qū)內(nèi)物體數(shù)量的多少分配合適數(shù)量渲染處理器進(jìn)行渲染，達(dá)到了便于資源調(diào)度以提升渲染效率的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光線追蹤技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于算法的光線追蹤方法。

背景技術(shù)

一個(gè)光線追蹤程序數(shù)學(xué)地確定和復(fù)制從一幅圖像的光線的路線，但是方向相反(從眼睛返回原點(diǎn))，光線追蹤現(xiàn)在被廣泛用于計(jì)算機(jī)游戲和動(dòng)畫，電視和DVD制作，電影產(chǎn)品中，許多廠商提供用于個(gè)人電腦的光線追蹤程序，在光線追蹤中，每一個(gè)光線的路徑由多重直線組成，幾乎總是包含從原點(diǎn)到場(chǎng)景的反射，折射和陰影效應(yīng)，在動(dòng)畫中，每一束光線的直線部分的位置和方向總是在不斷變化，因此每一條光線都要用一個(gè)數(shù)學(xué)方程式來(lái)表示，定義光線的空間路徑為時(shí)間的函數(shù)，根據(jù)光線在到達(dá)屏幕前經(jīng)過(guò)的場(chǎng)景中的目標(biāo)的色素或顏色來(lái)分配給每一束光線一種顏色，屏幕上的每一個(gè)像素符合每一時(shí)刻可以回溯到源頭的每條光線，光線追蹤最先是由一個(gè)叫數(shù)學(xué)應(yīng)用組的組織中的科學(xué)家在20世紀(jì)60年代發(fā)明的，這些科學(xué)家中的一些人變得對(duì)光線追蹤作為一種藝術(shù)感興趣，成為繪畫藝術(shù)家，并建立了一個(gè)動(dòng)畫攝影工作室，使用光線追蹤為電視和電影制作3D電腦肖像和動(dòng)畫。

但是，現(xiàn)在大多光線追蹤的過(guò)程中在對(duì)畫面進(jìn)行著色時(shí)都是統(tǒng)一進(jìn)行，不能夠根據(jù)畫面中物體數(shù)量的多少進(jìn)行分區(qū)渲染以進(jìn)行資源的調(diào)度分配，工作效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于算法的光線追蹤方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中光線追蹤方法工作效率較低的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：所述基于算法的光線追蹤方法，包括以下步驟：

步驟一：獲取待渲染場(chǎng)景圖，并將帶渲染場(chǎng)景圖創(chuàng)建紋理緩存；

步驟二：按照物體數(shù)量的多少將帶渲染場(chǎng)景劃分為區(qū)域A和區(qū)域B；

步驟三：使用三角形剖分將區(qū)域A和區(qū)域B進(jìn)行劃分；

步驟四：對(duì)三角形的三點(diǎn)坐標(biāo)及中點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)記錄；

步驟五：根據(jù)三角形坐標(biāo)分別對(duì)區(qū)域A和區(qū)域B進(jìn)行初步渲染；

步驟六：對(duì)區(qū)域B進(jìn)行進(jìn)一步的渲染及修正。

為了使得本發(fā)明具有便于初步渲染的作用，本發(fā)明的進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在步驟二中對(duì)區(qū)域B進(jìn)行三角形剖分時(shí)，區(qū)域A的三角形的面積至少為區(qū)域B三角形面積的兩倍。

為了使得本發(fā)明具有便于進(jìn)一步渲染及修正的作用，本發(fā)明的進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在步驟二中對(duì)區(qū)域B進(jìn)行三角形剖分時(shí)，當(dāng)三角形內(nèi)部的數(shù)量超過(guò)設(shè)定值時(shí)對(duì)其進(jìn)行重新剖分，剖分的數(shù)量至少為三等分。

為了使得本發(fā)明具有提升渲染效率的作用，本發(fā)明的進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在對(duì)區(qū)域A和區(qū)域B進(jìn)行初步渲染時(shí)，區(qū)域B所分配的渲染處理器的數(shù)量至少為區(qū)域A的兩倍。

本發(fā)明的有益效果是：

1、通過(guò)將待渲染的場(chǎng)景圖按物體數(shù)量的多少劃分為區(qū)域A和區(qū)域B，并使用三角形剖分對(duì)其進(jìn)行分別剖分，能夠方便使用者對(duì)其進(jìn)行分區(qū)渲染并根據(jù)分區(qū)內(nèi)物體數(shù)量的多少分配合適數(shù)量渲染處理器進(jìn)行渲染，達(dá)到了便于資源調(diào)度以提升渲染效率的目的。

2、通過(guò)將區(qū)域B內(nèi)部物體數(shù)量超過(guò)設(shè)定值的的三角形進(jìn)行二次剖分，能夠方便使用者對(duì)其進(jìn)行二次渲染及修正，從而達(dá)到較好的渲染效果。

附圖說(shuō)明