對(duì)基于圖像的照明方法的研究.pdf

1、作為嚴(yán)格基于物理模型的渲染方法(PhysicalBasedRendering)，目前已有的多種全局照明(GlobalIllumination)算法可以大大提高三維渲染圖像的真實(shí)感，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于照明工程領(lǐng)域。但是，由于全局照明需要大量的計(jì)算量，因此這些算法一般被局限于非實(shí)時(shí)的照明計(jì)算和輸出靜態(tài)圖像上。在一些需要實(shí)時(shí)渲染的應(yīng)用中(如虛擬場(chǎng)景的瀏覽)為了達(dá)到逼真的照明效果，通常使用全局照明的靜態(tài)輸出作為背景場(chǎng)景。這種做法可以在一定程度上

2、提高實(shí)時(shí)渲染的準(zhǔn)確性和可視效果，但是由于使用大量無(wú)法變更的預(yù)渲染(pre-rendered)的物體，卻帶來(lái)了缺乏良好交互性的缺點(diǎn)。另一方面，近年來(lái)的一些照明算法可以在接近實(shí)時(shí)的速度下處理一些由復(fù)雜光源引起的直接照明，有效地提高了照明計(jì)算的準(zhǔn)確性，但是仍然缺乏對(duì)間接照明的實(shí)時(shí)處理。 本文提出一種新的基于體渲染(VolumeRendering)的快速全局照明方法。該方法利用一些已有的全局照明算法對(duì)場(chǎng)景中的相關(guān)光源和物體進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)

3、算出給定空間中一些相關(guān)參數(shù)的空間分布，并將計(jì)算結(jié)果保存到體數(shù)據(jù)(volumetricdata)中。在實(shí)時(shí)渲染時(shí)，通過對(duì)給定位置處的相應(yīng)體數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單重構(gòu)和插值，就可以得到該位置處的輻照度值。由于重構(gòu)和插值運(yùn)算的計(jì)算量都比較小，因此可以獲得較高的性能。另一方面，這些體數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的，每一個(gè)物體的體數(shù)據(jù)只依賴于該物體本身。這樣預(yù)處理就是一次性的，其輸出的數(shù)據(jù)可以重復(fù)使用。 為處理直接照明和間接照明，將上述體數(shù)據(jù)分為兩種：對(duì)應(yīng)于直接