基于光子重采样的随机渐近光子映射图像渲染方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110599579A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910905563.8(22)申请日2019.09.20(71)申请人山东师范大学地址250014山东省济南市历下区文化东路88号(72)发明人杨丽燕康春萌(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人黄海丽(51)Int.Cl.G06T15/06(2011.01)G06T15/50(2011.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称基于光子重采样的随机渐近光子映射图像渲染方法及系统(57)摘要本公开公开了基于光子重采样的随机渐近光子映射图像渲染方法及系统，从视点发射第一光线，记录第一光线与场景物体的碰撞点位置；从光源发射第二光线，得到光子图；将光子图划分为若干个连续的图像子块，计算每个图像子块内碰撞点距离误差值和光子数误差值；在着色阶段，遍历碰撞点；首次执行时，对每一个碰撞点，根据设定半径进行光子采样；在非首次执行时，对每一个碰撞点，根据碰撞点距离误差值和光子数误差值，计算碰撞点的若干个新的采样半径，利用若干个新的采样半径，对当前图像子块内碰撞点新的采样半径内的光子进行重新采样；当所有的碰撞点均进行光子重采样后，得到渲染后的图像，返回着色阶段，直至满足设定迭代次数，得到渲染图像。CN110599579ACN110599579A权利要求书1/2页1.基于光子重采样的随机渐近光子映射图像渲染方法，其特征是，包括：从视点发射第一光线，记录第一光线与场景物体的碰撞点位置为GatherPoint；从光源发射第二光线，对第二光线与场景表面相交位置的所有的光子按照第二光线发射路径进行连接，得到光子图；将光子图均匀划分为若干个连续的图像子块，计算每个图像子块内碰撞点距离误差值和光子数误差值；在着色阶段，遍历碰撞点GatherPoint；首次执行时，对每一个碰撞点GatherPoint，根据设定半径进行光子采样；在非首次执行时，对每一个碰撞点GatherPoint，根据碰撞点距离误差值和光子数误差值，计算碰撞点的若干个新的采样半径，利用若干个新的采样半径，对当前图像子块内碰撞点新的采样半径内的光子进行重新采样；当所有的碰撞点均进行光子重采样后，得到第一次渲染后的图像，返回着色阶段，直至满足设定迭代次数，得到渲染后的最终图像。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述从视点发射第一光线，记录第一光线与场景物体的碰撞点位置为GatherPoint的具体步骤包括：光线追踪阶段，从视点发射第一光线，第一光线在场景物体表面进行一系列的反射、折射或漫反射，直到第一光线逃离场景或者达到最大反射次数E；第一光线每一次的反射、折射或漫反射发生时，发生的位置即为第一光线与场景物体的碰撞点；记录第一光线与场景物体的碰撞点位置为GatherPoint。3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述从光源发射第二光线，对第二光线与场景表面相交位置的所有的光子按照第二光线发射路径进行连接，得到光子图的具体步骤包括：从光源发射第二光线，第二光线从光源发射出来后，在场景物体表面进行一系列的反射、折射或漫反射，直到第二光线逃离场景或者达到最大反射次数E；第二光线每一次的反射、折射或漫反射发生时，在第二光线与场景表面相交位置创建一个光子，当第二光线在场景中遍历完毕，得到若干个光子，然后对所有的光子按照第二光线发射路径进行连接，得到光子图。4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述将光子图均匀划分为若干个连续的图像子块，计算每个图像子块内碰撞点距离误差值和光子数误差值的具体步骤包括：将光子图均匀划分为若干个连续的图像子块，每一个图像子块中依次保存图像像素，并为图像子块建立索引；根据第一光线与场景物体的碰撞点位置GatherPoint设定搜索半径内的光子的数量和光子的位置坐标，计算每个图像子块内碰撞点距离误差值和光子数误差值。5.如权利要求4所述的方法，其特征是，距离误差值等于当前图像子块内所有相邻碰撞点距离的平均值与当前图像子块内相邻碰撞点之间距离的最大值之间的比值。6.如权利要求4所述的方法，其特征是，光子数误差值等于当前图像子块内光子数量的平均值与当前图像子块内光子数量的最大值之间的比值。7.如权利要求4所述的方法，其特征是，对每一个碰撞点GatherPoint，根据碰撞点距离误差值和光子数误差值对该碰撞点进行光子重采样的具体步骤包括：当merror＞m_ave时，缩小采样半径r；当m_ave＜m_ave_ave时，扩大采样半径r；2CN110599579A权利要求书2/2页当m_ave＞m_ave_ave时，则缩小采样半径r；当derror＞d_ave时，缩小