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基于自适应光子发射的光子映射算法研究的任务书
一、研究背景
光子映射（PhotonMapping）是一种重要的全局光照模拟算法，它通过在场景中随机发射光子并对其进行跟踪，然后对光子进行收集和处理，产生最终的图像。然而，传统的光子映射算法存在着照明不均匀、噪点过多、计算复杂度高等问题。为了解决这些问题，研究人员提出了自适应光子发射的光子映射算法，即在算法中动态地调整光子发射的位置和数量，使得光子与场景中的重要部分更多地交互，从而提高图像的品质。
二、研究目的
本次研究的目的是探讨基于自适应光子发射的光子映射算法的原理、技术细节以及在图像渲染方面的应用。具体而言，本研究将从以下几个方面展开：
1.研究自适应光子发射的重要性和应用场景。结合实际案例，验证自适应光子发射的算法相对于传统算法在图像渲染方面的优越性。
2.探究自适应光子发射算法的原理、技术细节和实现方法。深入剖析算法的原理和技术细节，并进一步讨论如何在实际操作中实现该算法。
3.实现自适应光子发射的光子映射算法，并通过渲染场景生成图片。在实践中验证算法的正确性和可行性，并对比传统算法和自适应光子发射算法的差异。
4.对算法进行性能评价和分析。通过实验比对，评估自适应光子发射算法在时间、空间以及渲染质量方面的优势，为算法优化提供依据。
三、研究方法
本研究主要采用以下研究方法：
1.文献综述。对国内外相关文献进行资料搜集、分析和综述，从而深入了解自适应光子发射的光子映射算法的最新研究进展和应用。
2.算法设计。基于文献综述，设计自适应光子发射的光子映射算法，并分析其原理和技术细节。
3.算法实现。使用计算机语言（如C++、Python等）编写自适应光子发射的光子映射算法，并通过渲染场景生成图片。
4.算法评价。对自适应光子发射算法进行性能比较、评价和分析，探究在时间、空间以及渲染质量方面的优势。
四、研究内容
本研究将从以下几个方面展开：
1.自适应光子发射的光子映射算法的原理及发展历程。
2.自适应光子发射的光子映射算法的实现方式。包括动态调整光子发射的位置和数量、光子的收集和处理以及图像的渲染等方面的操作实现。
3.对比实验。将自适应光子发射算法与传统光子映射算法进行对比实验，探究两者在图像渲染方面的差异和优劣。
4.性能评价和分析。评估自适应光子发射算法在时间、空间以及渲染质量方面的优势，为算法优化提供依据。
五、研究意义
本次研究旨在通过对自适应光子发射的光子映射算法的研究和实践，深入了解其原理和技术细节，并探究其在图像渲染方面的应用价值，具有一定的意义：
1.探究自适应光子发射的光子映射算法的应用价值，优化图像渲染效果，提供更佳的视觉体验。
2.提高光子映射算法的可靠性和准确度，为计算机图形学领域的发展做出贡献。
3.推动光子映射算法的研究和应用，在工程应用中产生更加广泛的应用。
六、研究进度安排
1月-2月：
（1）搜集有关自适应光子发射的光子映射算法在图像渲染方面的相关文献，对现有算法进行综述分析，形成文献综述报告。
2月-4月：
（2）设计并实现自适应光子发射的光子映射算法，并将其应用于渲染场景，形成渲染图片及报告。
4月-5月：
（3）对算法进行性能评价和分析，比对自适应光子发射算法和传统算法在时间、空间以及渲染质量等方面的优势，形成评估报告。
5月-6月：
（4）总结研究成果，完成论文撰写和口头答辩准备工作。
七、参考文献
[1]JaroslavKřivánek,ToshiyaHachisuka,KazuhiroSakamoto,andHenrikWannJensen.Photonmapping.MorganKaufmann,Boston,MA,USA,2010.
[2]ZhanS,LvJ,LiuD,etal.AdaptivePhotonMappingforReal-TimeHigh-FidelityRendering[J].IEEETransactionsonVisualization&ComputerGraphics,2020,26(10):3079-3090.
[3]YangZ,ZhangN,LiaoY,etal.Real-timeandAccuratePhotonMappingRendering[J].IEEETransactionsonVisualization&ComputerGraphics,2018,24(5):1893-1902.
[4]BelcourL,HachisukaT.PhotonMappingwithNon-ParametricDensityEstimation[J].ComputerGraphicsForum,2019,38(2):65-74.
[5]TokuyoshiK,WannJensenH.ImportanceSamp