[发明专利]估计在虚拟环境的一点上接收的光量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成图像构建的领域，尤其涉及在虚拟环境内考虑到光反射地估计和仿真虚拟环境的全局照明的领域。本发明还被理解为在实时构建背景中特别有效。

背景技术

按照现有技术，存在着仿真虚拟环境的全局照明的不同方法，这些方法可以划分为三个主要组。第一组方法基于将虚拟环境(也叫做场景)分解成极小单元以及估计单元对的两个单元之间的能量转移。已知为光能传递方法，这些方法一般需要很高的存储器要求，并且必须进行许多跨单元的可见度测试，就需要计算能力而言，这些都是非常昂贵的。第二组方法基于使用光子映射技术或射线追踪技术或两者，沿着光线所沿的当前路径的射线追踪。第三组方法基于在屏幕空间中只考虑有关按照观看场景的观众的视点可见物体与场景的距离的信息的近似。后面这些方法使用过滤技术来逼近相邻可见点之间的能量转移。后面这些方法具有相对迅速的优点，但提供了粗糙的结果。

随着交互式仿真游戏和应用的出现，特别是在3D(三维)中，人们感到需要提供高品质和逼真、迅速全局照明估计的实时仿真方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的这些缺点的至少一个缺点。

更具体地说，本发明的目的特别是优化在虚拟环境中考虑到光在构成虚拟环境的物体上的反射地构建光漫射的实时逼真显示所需的计算时间和/或计算能力。

本发明涉及估计在虚拟环境的一点P上接收的光量的方法，所述虚拟环境包含光源照亮的多个第一点，所述第一点形成每一个包含至少一个第一点的多个组，所述方法包含如下步骤：

-为每个组估计接收的入射光量；

-估计分组从一个视点可见的虚拟环境的至少一些点的表面，所述表面包含所述点P；

-按照与所述表面相关联的至少一项遮挡信息，估计通过反射从光源接收的入射光对所述点P的照亮有贡献的多个组的至少一个第一组；以及

-按照与所述至少一个第一组相关联的至少一项反射率信息，从所述至少一个第一组接收的入射光量中估计所述点P接收的光量。

按照一个特定特征，所述方法还包含为每个第一点估计代表将每个第一点与其相邻区域的多个第一点分开的距离的平均值的步骤，所述第一点是按照它们的估计值和代表第一点的地点和取向的信息分组成所述组的，代表所述组的取向的一项取向信息和代表所述组的地点的一项地点信息与每个组相关联。

有利的是，所述方法还包含如下步骤：

-为每个第一点估计代表将每个第一点与其相邻区域的多个第一点分开的距离的平均值；

-按照估计值和代表第一点的地点和取向的信息将第一点分组成多个第二组，代表所述第二组的取向的一项取向信息和代表所述第二组的地点的一项地点信息与每个第二组相关联；以及

-通过按照所述第二组的所述取向和地点信息分组所述第二组生成所述组。

按照一个特定特征，通过估计按照入射方向将光源与第一点分开的第一距离获取代表第一点的地点的信息，将估计的第一距离存储在与虚拟环境和光源相关联的阴影图中。

有利的是，所述方法包含估计将所述视点与从所述视点可见的环境的点分开的第二距离的步骤，将估计的第二距离存储在与虚拟环境和视点相联系的深度图中，从估计的第二距离中获取至少一项遮挡信息。

附图说明

通过阅读如下描述可以更好理解本发明，以及得出其它特定特征和优点，该描述是参考附图作出的，其中：

-图1A示意性地示出按照本发明的一个特定实施例，由光源照亮的虚拟环境；

-图1B示出按照本发明的一个特定实施例，与图1A的虚拟环境和光源相关联的阴影图；

-图2和3示意性地示出按照本发明的两个特定实施例的图1的虚拟环境中的间接发光点的分组；

-图4A和5示意性地示出按照本发明的一个特定实施例，估计在图1的虚拟环境中的一个点上接收的光量的方法；

-图4B示出按照本发明的一个特定实施例，与图1和4A的虚拟环境相关联和在图4A的视点上的阴影图；

-图6示出按照本发明的一个特定实施例，实现估计在图1的虚拟环境中的一个点上接收的光量的方法的设备；以及

-图7示出按照本发明的一种特定实现方式，估计在图1的虚拟环境中的一个点上接收的光量的方法。

具体实施方式