家裝設(shè)計軟件中光線跟蹤算法加速技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、高質(zhì)量的設(shè)計效果圖是家裝業(yè)主體驗家裝設(shè)計方案、家具建材搭建效果最為直觀的手段，也是三維家裝設(shè)計軟件應(yīng)具備的的重要功能，高質(zhì)量的設(shè)計效果圖需要通過更好的渲染算法來實現(xiàn)。光線跟蹤算法遵循真實的光線傳播規(guī)律，能模擬出反射、折射、漫反射等光學效果，使得最終生成的圖片更加逼真、更具沉浸感，因此多數(shù)家裝設(shè)計軟件都將光線跟蹤算法引入到渲染引擎中以獲得逼真的設(shè)計效果圖。光線跟蹤算法需要非常龐大的計算量，通常渲染一張高質(zhì)量設(shè)計效果圖需要數(shù)小時，而用戶希望

2、能盡快看到渲染出的高質(zhì)量設(shè)計效果圖，因此如何加快光線跟蹤算法的渲染速度一直是三維家裝設(shè)計軟件需要解決的難題。
　　本文研究的是光線跟蹤算法的加速方法，主要從以下方面對如何加速光線跟蹤算法進行了研究:
　　1.研究光線跟蹤算法的優(yōu)化方法，主要從三個方面進行優(yōu)化:(1)研究自適應(yīng)深度控制方法，自動終止對像素色彩幾乎沒有影響的遞歸，加快光線跟蹤算法的渲染速度。(2)研究包圍盒算法，采用與光線求交簡單的基本幾何體將場景中單個復(fù)雜物體

3、圍起來，將光線與物體的求交測試轉(zhuǎn)換成光線與該幾何體的求交測試。(3)研究空間分割算法，將場景空間分割成多個位置固定的獨立小空間，光線只會與它穿過的小空間中的包圍盒相交。
　　2.研究并實現(xiàn)了基于CUDA并行計算的光線跟蹤加速方法。本文設(shè)計了CUDA光線跟蹤渲染器的總體架構(gòu)，并在配有高檔GPU的機器上渲染復(fù)雜場景，獲得了較好的加速結(jié)果。
　　3.研究了在低成本GPU上進行CUDA遞歸函數(shù)調(diào)用的方法并應(yīng)用到光線跟蹤算法中。因為除