基于空间网格细分的不规则场景的光线跟踪-论文.pdf

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1、JournalofComputerApplicationsISSN1001．90812014．05．10计算机应用，2014，34(5)：1431—1434，1457C0DENJYIIDUhttp：／／www．joca．an文章编号：1001—9081(2014)05—1431—04doi：10．11772／j．issn．1001—9081．2014．05．1431基于空间网格细分的不规则场景的光线跟踪孙劲光，刘佳桐。(1．辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁葫芦岛125105；2．辽宁工程技术大学研究

2、生学院，辽宁葫芦岛125105)(}通信作者电子邮箱liujiatong_yes@163．com)摘要：针对不规则场景中光线跟踪算法绘制速度慢的问题，在深入学习和比较近些年的光线跟踪加速算法的基础上，提出了一种改进的网格细分的光线跟踪算法。首先，设置矩形场景包围盒，剔除对场景没有影响的外部光线，进而简化求交运算；其次，采用新方法创建空间网格，该方法可使空间单元数量和存储空间复杂度都限定在一定范围内；最后，对网格进行细分，这一步骤消除了传统空间网格算法忽略部分空白区域对加速效果产生的不良影响，极大完善了传统空

3、间网格算法。通过实验证明，该方法能有效提高光线在空白空间的穿行速度，不仅提高了时间效率，而且减少了空间开销。关键词：光线跟踪；不规则场景；场景包围盒；空间网格；网格细分中图分类号：TP391文献标志码：ARaytracingofirregularscenebasedonspatialgridsubdivisionSUNJinguang，LIUJiatong’(1．SchoolofElectronicandInformationEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，H

4、uludaoLiaoning125105，China；2．SchoolofGraduate，LiaoningTechnicalUniversity,HuludaoLiaoning125105，China)Abstract：Tosolvetheslowrenderingproblemofraytracingalgorithminirregularscene，animprovedgridsubdivisionraytracingalgorithmwasproposedbasedonthein—depthstud

5、yandcomparisonoftherecentaccelerationalgorithmsofraytracing．First，therectangularboundingboxofthescenewassettoremovetheinfluenceofexternallight，andtheintersectoperationswassimplified；second，spatialg6dswerecreatedwithanewwaytolimitthespatialunitnumberandcomp

6、lexityofstoragespacewithinacertainrange；finally，thetraditionalspatialgridalgorithmwasgreatlyimprovedbysubdividinggridstoeliminatethebadinfluenceonaccelerationeffectsduetoignoringsomeblankspace．Theexperimentalresultsshowthatthismethodcaneffectivelyimproveth

7、elightspeedinblankspace，itnotonlyincreasesthetimeefficiencybutalsoreducesthespacelost．Keywords：raytracing；irregularscenes；sceneboundingbox；spatialgrid；gridsubdivision术的基本原理是，用简单的三维几何形体将复杂的景物包裹0引言起来，以达到简化求交计算的目的，从而加速光线跟踪算法。光线跟踪算法⋯是生成真实感图形的主要算法之一。但是，对于不规则场景，

8、如图1所示，很难找到合适的包围盒由于该算法原理简单，实现方便，而且能生成各种逼真的视觉来进行加速。即使找到简单的三维几何形体将场景外围包裹效果，因此，在图形学各个领域得到广泛的应用。自1980年，起来，其内部凹陷部分，也很难剔除，如图2所示。因此，简单Whitted提出经典的光线跟踪算法以来，光线跟踪算法的加的包围盒技术虽然结构简单，却不适合处理不规则的几何场速，一直是计算机图形学领域备受关注的话题。目前，很景。