基于光線跟蹤的動(dòng)畫場(chǎng)景空間加速結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的深入，光線跟蹤渲染技術(shù)越來(lái)越得到人們的關(guān)注并且成為實(shí)時(shí)渲染和離線渲染研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的渲染及如何管理動(dòng)態(tài)場(chǎng)景是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的空間加速結(jié)構(gòu)需要考慮構(gòu)造代價(jià)，遍歷代價(jià)及更新代價(jià)。 本論文的工作目的是：圍繞著動(dòng)態(tài)場(chǎng)景渲染這個(gè)話題，深入地對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景空間加速結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、遍歷和更新算法進(jìn)行探索性的研究。本論文的貢獻(xiàn)和創(chuàng)新性在于：1)在pbrt渲染系統(tǒng)中引入SAH代價(jià)模型，

2、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了bvh-sah和bsp-sah兩種空間加速結(jié)構(gòu)；2)創(chuàng)新性地提出并實(shí)現(xiàn)了bih-kdtree和grid-kdtree兩種空間加速結(jié)構(gòu)；3)分析比較了bvh-sah、bsp-sah、bih-kdtree、grid-kdtree、kdtree、grid和occtree-sah七種空間加速結(jié)構(gòu)的各自特點(diǎn)和適用條件；4)在pbrt渲染系統(tǒng)中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了利用bvh-sah渲染動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的兩種更新策略的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)比了bvh-sah實(shí)時(shí)全

3、更新策略和半更新延時(shí)更新策略。本論文結(jié)論為：1)bvh-sah對(duì)于空間稀疏的小規(guī)模模型場(chǎng)景與其他空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比較構(gòu)造時(shí)間比較低，對(duì)于變形場(chǎng)景特別有效，空間層次包圍體bvh-sah的渲染時(shí)間要落后于空間細(xì)分的加速結(jié)構(gòu)，在部分動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中，bvh-sah半更新延時(shí)策略是一種效率很高的更新策略；2)kdtree、bih-kdtree、grid-kdtree相比較grid-kdtree是最有效的方法；3)bsp-sah與grid、occtree