水面鏡面反射高光效果繪制方法研究.pdf

1、水域光照場景越來越廣泛地應(yīng)用于影視特效、模擬仿真、游戲制作等領(lǐng)域。通過光線跟蹤方法可以生成類似照片的圖像，從而節(jié)省昂貴的設(shè)備費用和大量時間。因此，高效地生成真實感的水域光照場景是一項有實際意義的研究。
　　 對水面鏡面反射高光現(xiàn)象繪制的大多數(shù)研究主要存在以下問題：(1)繪制水面鏡面反射高光現(xiàn)象的局部反射模型大多并不是基于水面的固有特性；(2)求解光線與水面波浪交點時的計算量較大。Ross提出基于海洋表面的反射模型對水面鏡面反射高

2、光效果進行繪制，該模型計算復(fù)雜，同時求解光線與水面波浪可見交點時計算量大。
　　 針對上述問題，本文的主要工作如下：
　　 首先，提出一種基于改進球形跟蹤算法和簡化Ross反射模型的方法對水面鏡面高光效果進行繪制。該方法采用四叉樹結(jié)構(gòu)和包圍盒技術(shù)對水面進行預(yù)處理，在跟蹤光線過程中遞歸地剖分包圍盒，使其逐漸逼近水面，并將光線與包圍盒的交點作為球形跟蹤算法的輸入值，用來計算光線與水面波浪的可見交點。接著根據(jù)鏡面反射原理確定鏡

3、面反射高光點的位置。根據(jù)鏡面反射點的可見性特點對可視相互作用概率進行簡化，得到簡化的Ross反射模型，利用此模型計算鏡面反射高光點的亮度值。
　　 其次，在P43.0GHz普通計算機上，利用Visual studio2005環(huán)境和OpenGL函數(shù)庫，分別對不同光源位置和不同水面波浪大小兩種情形下的水面鏡面反射高光效果進行繪制。實驗結(jié)果表明，本文提出的算法可以提高光線與水面波浪交點計算的效率，加速水面鏡面反射高光效果的繪制，并得到