论文摘要
全局光照一直都是实时绘制领域中一个非常热门的话题。在过去有非常多的相关研究,由于硬件性能的限制,计算出来的全局光照是对真正的全局光照的近似,有比较多的限制,比如光源或者物体必须是静态的。同时在实际应用中,全局光照算法会带来比较大的性能压力。PRT预计算的方法是预计算场景中的光线传输路径,把渲染方程中的光照函数与光线传输的解耦合,可以预先计算光线传输路径大大减少实时绘制时的全局光照的计算量。本文也介绍了一种动态实时全局光照算法,本文的算法可以支持场景中光源实时动态改变,物体动态移动,算法理论基础依据PRT的预计算思想,预计算光线在场景中的传输路径。预计算的部分分为三部分,分别是静态场景中内部的光线传输路径用于计算静态场景的全局光照效果,静态场景对光探测器的光线传输路径用于计算场景中动态物体的全局光照,以及动态物体的对外的光线传输路径用于动态物体对静态场景的光场信息。其中第一步和第二步中的光线传输路径依据辐射度的原理计算,第三步用数据拟合的方式计算。然后在绘制的时候通过这三个光线传输路径实时依次计算出场景中静态场景的全局光照,动态物体的环境光照以及它们之间的辉映效果。本文的算法在室内有非常强的表现能力。只有当场景的光源发生改变时,才需要实时的计算场景中的全局光照信息,反之可以用正常的绘制流水线绘制场景,性能代价非常小。
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摘要Abstract第1章 绪论 1.1 通过预计算的实时全局光照的发展 1.2 其他全局光照相关研究概述 1.2.1 辐射度法线贴图 1.2.2 球谐函数光照贴图 1.2.3 球面高斯光照贴图 1.2.4 高度场全局光照 1.2.5 预计算形状因子 1.2.6 光探测器法 1.2.7 光传播体积法 1.2.8 体素化光锥跟踪法 1.2.9 实时光线跟踪 1.3 算法概论 1.4 本文结构 1.5 本章小结第2章 静态场景全局光照 2.1 概述 2.2 场景剖分 2.2.1 纹理映射 2.3 预计算 2.3.1 光线传输路径 2.3.2 形状因子 2.3.3 形状因子计算 2.4 光照计算 2.4.1 形状因子矩阵 2.4.2 实时计算光照贴图 2.4.3 层次结构加速 2.5 本章小结第3章 静态场景对动态物体的环境光照 3.1 概述 3.2 球谐函数 3.2.1 概念 3.2.2 编码环境光 3.2.3 渲染 3.3 光线传输路径 3.3.1 形状因子 3.3.2 形状因子矩阵 3.4 动态物体环境光照渲染 3.5 本章小结第4章 动态物体对静态场景的辉映 4.1 概述 4.2 二十面体 4.2.1 二十面体编码 4.2.2 编码和还原环境光 4.3 光路传输矩阵 4.4 辉映渲染 4.4.1 数据拟合 4.4.2 绘制 4.5 本章小结第5章 结果与分析 5.1 概述 5.2 特性展示 5.2.1 改变光源 5.2.2 移动物体 5.2.3 辉映效果 5.3 其他全局光照方法对比 5.4 室外大场景 5.5 其余场景渲染结果 5.6 性能测试与结果对比 5.7 本章小结第6章 总结与展望 6.1 总结 6.2 展望参考文献致谢
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 高涛
导师: 王锐
关键词: 全局光照,辐射度,光探测器,光线传输路径
来源: 浙江大学
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,计算机软件及计算机应用
单位: 浙江大学
分类号: TP391.41;O439
总页数: 76
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标签：全局光照论文; 辐射度论文; 光探测器论文; 光线传输路径论文;
