光線(xiàn)跟蹤加速技術(shù)的研究.pdf

1、光線(xiàn)跟蹤是真實(shí)感圖形繪制的主要方法之一，它能夠逼真地模擬各種光照效果。但由于光線(xiàn)跟蹤算法需要遞歸地跟蹤每一條從視點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)，涉及到大量的光線(xiàn)與景物的求交計(jì)算，故處理速度很低。為使光線(xiàn)跟蹤算法能處理復(fù)雜的場(chǎng)景，必須提高光線(xiàn)跟蹤的效率。因此光線(xiàn)跟蹤加速技術(shù)就成為了光線(xiàn)跟蹤的一個(gè)主要研究方向。 近20年來(lái)，出現(xiàn)了大量的光線(xiàn)跟蹤加速技術(shù)。本文對(duì)各類(lèi)加速技術(shù)的思想進(jìn)行了分析，并對(duì)幾種主要的加速算法進(jìn)行了深入討論。 kd-樹(shù)算法是

2、光線(xiàn)跟蹤加速技術(shù)中效果最突出、應(yīng)用最廣泛的算法之一。本文在深入討論該算法的基礎(chǔ)上，提出了中剖面kd-樹(shù)算法。我們?cè)谒惴A(yù)處理階段引入一個(gè)場(chǎng)景層次信息索引表，利用棧存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)下一結(jié)點(diǎn)所需要的信息，使kd.樹(shù)的存儲(chǔ)空間節(jié)省了一半左右。同時(shí)，以軸向長(zhǎng)度最大的方向作為剖分平面的法向，降低了光線(xiàn)同時(shí)穿過(guò)兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)的可能性，減少了結(jié)點(diǎn)訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。 本文對(duì)光照緩存器算法也進(jìn)行了改進(jìn)，依據(jù)多邊形對(duì)于光照立方體網(wǎng)格單元的完全覆蓋與部分覆蓋的不同