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

1、高質(zhì)量的設(shè)計(jì)效果圖是家裝業(yè)主體驗(yàn)家裝設(shè)計(jì)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(jì)軟件應(yīng)具備的的重要功能，高質(zhì)量的設(shè)計(jì)效果圖需要通過(guò)更好的渲染算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。光線跟蹤算法遵循真實(shí)的光線傳播規(guī)律，能模擬出反射、折射、漫反射等光學(xué)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(jì)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(jì)效果圖。光線跟蹤算法需要非常龐大的計(jì)算量，通常渲染一張高質(zhì)量設(shè)計(jì)效果圖需要數(shù)小時(shí)，而用戶希望

2、能盡快看到渲染出的高質(zhì)量設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)如何加速光線跟蹤算法進(jìn)行了研究:
　　1.研究光線跟蹤算法的優(yōu)化方法，主要從三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化:(1)研究自適應(yīng)深度控制方法，自動(dòng)終止對(duì)像素色彩幾乎沒(méi)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(jiǎn)單的基本幾何體將場(chǎng)景中單個(gè)復(fù)雜物體

3、圍起來(lái)，將光線與物體的求交測(cè)試轉(zhuǎn)換成光線與該幾何體的求交測(cè)試。(3)研究空間分割算法，將場(chǎng)景空間分割成多個(gè)位置固定的獨(dú)立小空間，光線只會(huì)與它穿過(guò)的小空間中的包圍盒相交。
　　2.研究并實(shí)現(xiàn)了基于CUDA并行計(jì)算的光線跟蹤加速方法。本文設(shè)計(jì)了CUDA光線跟蹤渲染器的總體架構(gòu)，并在配有高檔GPU的機(jī)器上渲染復(fù)雜場(chǎng)景，獲得了較好的加速結(jié)果。
　　3.研究了在低成本GPU上進(jìn)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?yàn)槌?/p>