[发明专利]用于实时渲染带有全局光照的可变形几何形状的系统和方法

权利要求书

1.一种在包括图形渲染子系统的计算机系统内实施的方法，所述 方法提供表示场景的用于在显示设备上显示的图像数据帧的顺序产 生，所述场景包含可变形几何形状，所述方法包括以下步骤：

a)对以动画顺序表示包含可变形几何形状的场景的一系列帧计 算帧动画数据，所述帧动画数据包含描述在所述场景内出现的图形元 素的三维表面的控制网格的顶点属性，所述控制网格包含多个多边 形；以及

b)基于所述帧动画数据为所述多个多边形计算相应的光照值以 确定所述场景的全局光照，其中对于每个所述帧对应的帧动画数据迭 代执行所述计算步骤，直到实现全局光照的符合要求的收敛为止，其 中在每次迭代中，基于在前一次迭代中计算的帧-帧相干多边形光照值 来确定所述相应光照值，其中所述计算步骤包括执行预先确定的帧的 预先确定多边形的全局光照值的单遍计算，所述全局光照值为直接照 明所述预先确定的多边形的所述多个多边形的正的光照贡献以及直 接遮蔽所述预先确定的多边形的所述多个多边形的负的光照贡献的 总和，以及其中所述符合要求的收敛在由实时帧速率定义的帧-帧间隔 内实现。

2.根据权利要求1所述的方法，其中对于在正在进行的、用于在 所述显示设备上显示的所述图像数据帧的顺序产生中出现的连续多 个帧中的每个帧实现所述符合要求的收敛。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述正的光照贡献和负的光 照贡献是在前一次迭代中计算的所述相应的帧-帧相干多边形光照 值。

4.一种提供包含可变形几何形状的动画场景的实时产生的计算 机系统，所述计算机系统包括：

a)耦合到主存储器的基本处理单元，所述基本处理单元用于以实 时帧速率将表示可变形几何形状的控制网格迭代地处理为顺序的图 像帧，以在显示设备上显示，其中每次所述迭代建立表示可从所述主 存储器访问的所述控制网格的多边形数据集合；以及

b)耦合到所述基本处理单元和所述主存储器的图形渲染子系统， 所述图形渲染子系统用于访问并处理所述多边形数据集合以便在所 述实时帧速率的帧周期内为所述多边形数据集合中的每个多边形确 定全局光照值，对于预先确定的帧多边形数据集合，所述图形渲染子 系统基于为前一帧多边形数据集合中的每个多边形计算的最终全局 光照值来为所述预先确定的帧多边形数据集合中的每个多边形计算 初始的全局光照值，其中所述图形渲染子系统执行所述预先确定的帧 的预先确定多边形的全局光照值的单遍计算，所述全局光照值为辐射 光和反射光的正贡献和直接入射在所述多边形上的吸收光的负贡献 的总和，其中所述预先确定的帧多边形数据集合和前一帧多边形数据 集合的多边形通过所述控制网格的帧-帧相干性相关。