光线跟踪加速技术的分析.pdfVIP

光线跟踪加速技术的研究 摘 要 光线跟踪是真实感图形绘制的主要方法之一，它能够逼真地模拟各种光照 效果。但由于光线跟踪算法需要递归地跟踪每一条从视点发出的光线，涉及到 大量的光线与景物的求交计算，故处理速度很低。为使光线跟踪算法能处理复 杂的场景，必须提高光线跟踪的效率。因此光线跟踪加速技术就成为了光线跟 踪的一个主要研究方向。 近20年来，出现了大量的光线跟踪加速技术。本文对各类加速技术的思想 进行了分析，并对几种主要的加速算法进行了深入讨论。 kd．树算法是光线跟踪加速技术中效果最突出、应用最广泛的算法之一。本 文在深入讨论该算法的基础上，提出了中剖面kd．树算法。我们在算法预处理 阶段引入一个场景层次信息索引表，利用栈存储访问下一结点所需要的信息， 使kd．树的存储空间节省了一半左右。同时，以轴向长度最大的方向作为剖分 平面的法向，降低了光线同时穿过两个子结点的可能性，减少了结点访问的时 间开销。 本文对光照缓存器算法也进行了改进，依据多边形对于光照立方体网格单 元的完全覆盖与部分覆盖的不同覆盖关系，建立完全覆盖多边形表和部分覆盖 多边形表，使得只需要投影并存储深度值最小的多边形，并借用Robe,s消隐 算法中的自隐藏面思想来避免对相当部分多边形的阴影测试，使算法的时间和 空间开销明显减少。 上述两种改进算法在VC环境下实现，通过实验与原有算法进行了比较分析。 实验结果表明，改进算法相当有效，具有明显的优势。 关键词：光线跟踪；加速技术；kd．树；光照缓存器 Researchon Acceleration Ray-Tracing Abstract isoneofthe methodsof Ray—tracing major realityrendering．Butray-tracing need emittedfromthe algorithmtracingrecursivelyevery ray involvesa dealof intersectionsbetweenand ectsina great computing rays obj scene．Inordertomakethe beabletodealwith must algorithm complexscenes，we its of acceleration improveefficiency．Therefore，the techniqueray—tracing becomesthemaindirectionof for research ray-tracing． Intherecent numberof acceleration twentyyears，alarge ray—tracing cameforth．Inthis ofvarious techniques dissertation，the thinking ray—tracing acceleration w