[发明专利]一种面向运动模糊的层次包围盒设计方法

权利要求书

1.一种面向运动模糊的层次包围盒设计方法，包括构造阶段和遍历阶段两部分，其特征是：

（1）构造阶段：

第一步：在BVH结构的结点内找出所有具有不规则运动行为的面片；所述具有不规则行为的面片如下定义：如果有一个面片，因为移动行为使得它所属的结点包围盒与另一结点包围盒相交，进而破坏树结构的层次关系，则定义该面片的运动是不规则的；

第二步：使用SAH花费模型来计算结点的分割平面，并基于T=0.5这一时间点来构造场景的拓扑结构；

第三步：检查在当前结点中的所有面片，其基于时间的扩展包围盒是否会穿过结点的分割平面，所述扩展包围盒是指：将包围盒在整个运动时间区间内各个时间点生成的移动包围盒的并集所形成的大包围盒；结点中的移动面片可能在不同的时间点穿过分割平面，搜集所有具有上述特征的面片，把它们放到一个专门的结点，这里称为MB结点，同时记录该面片穿越分割平面时的时间点；当前结点内其余的面片与通常的BVH结点构造方法一样，使用SAH花费模型划分成两个左右子结点，这里称为常规结点； 

第四步：在产生MB结点后，设置一个阈值，当移动到MB结点内的面片占面片总数的比例超过50%时，根据SAH花费模型，基于结点内剩下的面片重新计算分割点的位置，产生新的左右子结点；

（2）遍历阶段

第一步：遵循深度优先的顺序，根据特定光线所随机分配到的时间点，指导MB结点内的不规则面片进行再分配，然后根据分配的结果，实时调整MBBVH结构各个结点的包围盒以及相应的结构层次；

第二步：将MB结点中的各个面片，根据刚刚计算的新位置，通过与这个已经存储的分割平面位置进行比较，重新将MB结点中的所有面片划分到相应的左右子结点中；

第三步：在这个重分配操作进行之后，重新计算相应的结点包围盒，同时调整向下的各个子结点的包围盒，递归这个过程，直至整个更新工作完成；对于MBBVH结构中不与光线相交的结点，则不需要对这些结点进行重计算和更新工作；

第四步：对于只含有少量的不规则面片的内部结点，仍然使用对规则运动面片性能较好的线性插值方法来对结点包围盒进行简单的变形。

2.根据权利要求1所述的一种面向运动模糊的层次包围盒设计方法，其特征是：所述遍历阶段第一步：当一条具有随机时间采样点的光线开始遍历时，当遍历到一个内部结点时，首先将检查该结点是否具有MB结点，如果存在MB结点，则首先访问MB结点，在MB结点中的所有面片会根据正在遍历该结点的光线的时间属性值计算在这一时间点的新位置。

3.根据权利要求1所述的一种面向运动模糊的层次包围盒设计方法，其特征是：所述遍历阶段第四步：使用两个子结点的扩展包围盒的重叠区域大小作为评估策略来评估一个内部结点内是否含有足够多的不规则面片，进而判断是否需要对相应子结点进行调整计算。

4.根据权利要求1所述的一种面向运动模糊的层次包围盒设计方法，其特征是：在遍历阶段进行实际计算时，只需使用在当前所选的分割维度上的重叠区域来简化计算，如式（1）所示：

 > Threshold          式（1）              

式中，N代表一个内部结点，N₁和N₂代表结点N的两个子结点，SA（N₁）、SA（N₂）和SA（N）分别代表相应的表面积大小，ESA（N₁）和ESA（N₂）分别代表相应结点的扩展包围盒的表面积大小，∩代表逻辑与操作，Threshold是设置的阈值（设置成10%），用来控制结点所能允许的含有不规则面片的数量。