计算机图形学全局光照及方法,高真实感全局光照算法优化研究

摘要：

全局光照渲染技术是计算机图形学领域的热点问题之一,目前该领域中主要存在两个核心问题需要解决:渲染质量和渲染速度.而文物数字化领域对渲染技术具有以下需求:展示交互性以及渲染保真度.本文侧重于保证渲染质量同时尽可能地提高渲染速度,提出了多模式快速全局光照算法.该算法能针对不同的硬件配置采用不同的渲染策略,同时针对硬件能力最大程度的保证渲染质量以及交互性.本文做了如下工作: 1)介绍了全局光照技术的现状,并分析了存在的问题以及对硬件的需求. 2)提出了基于增益采样区块着色的立即辐射度渲染算法.解决了全局光照技术难以快速有效的渲染场景的问题,提升了交互性以及降低全局光照硬件需求.对其中光源采样步骤提出基于缓存池增益的RSM方法.对算法本身着色能量过传输等问题,提出相关解决方案. 3)提出了自适应区块划分的快速路径追踪渲染算法,该方法解决了文物渲染不真实的问题.有效利用硬件加速提高效率.对路径追踪算法存在引起的噪点问题采用了基于自适应区块划分的多模式技术降噪. 4)基于以上算法构建多模式的全局光照原型系统,并验证了算法有效性.应用于文化遗产数字化公共服务平台与产业化应用示范项目中.

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