基于光線跟蹤的動畫場景空間加速結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著計算機硬件技術(shù)的高速發(fā)展和計算機圖形學研究的深入，光線跟蹤渲染技術(shù)越來越得到人們的關(guān)注并且成為實時渲染和離線渲染研究的熱點問題。動態(tài)場景的渲染及如何管理動態(tài)場景是一個關(guān)鍵技術(shù)問題，動態(tài)場景的空間加速結(jié)構(gòu)需要考慮構(gòu)造代價，遍歷代價及更新代價。 本論文的工作目的是：圍繞著動態(tài)場景渲染這個話題，深入地對動態(tài)場景空間加速結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、遍歷和更新算法進行探索性的研究。本論文的貢獻和創(chuàng)新性在于：1)在pbrt渲染系統(tǒng)中引入SAH代價模型，

2、設(shè)計并實現(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)的各自特點和適用條件；4)在pbrt渲染系統(tǒng)中設(shè)計并實現(xiàn)了利用bvh-sah渲染動態(tài)場景的兩種更新策略的體系結(jié)構(gòu)，對比了bvh-sah實時全

3、更新策略和半更新延時更新策略。本論文結(jié)論為：1)bvh-sah對于空間稀疏的小規(guī)模模型場景與其他空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比較構(gòu)造時間比較低，對于變形場景特別有效，空間層次包圍體bvh-sah的渲染時間要落后于空間細分的加速結(jié)構(gòu)，在部分動態(tài)場景中，bvh-sah半更新延時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