[发明专利]基于光分片的多光源场景渲染方法

权利要求书

1.一种基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据待渲染多光源场景中各个采样面的几何邻近关系对待渲染多光源场景的初始全局光源矩阵进行分片，得到若干个切片；

(2)针对初始全局光源矩阵的每一个切片进行片采样，根据所有切片的片采样结果形成初始全局光源矩阵的采样矩阵，并对采样矩阵进行光源分簇得到分簇后的采样矩阵：

(3)针对任意一个分片，根据各个分片的之间结构关系以及分簇后的采样矩阵构建分簇后的局部矩阵，并对分簇后的局部矩阵中的每一簇进行细分得到该分片对应的细分矩阵；

(4)针对各个细分矩阵，根据片采样结果确定该细分矩阵对应的像素点，并计算该像素点的像素值：

(5)利用所有细分矩阵对应的像素点的像素值，基于低秩矩阵补全法对待渲染的多光源场景进行渲染。

2.如权利要求1所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(1)中基于kd-树对所述的初始全局光源进行分片。

3.如权利要求1所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(1)中基于自顶向下的kd-树对所述的初始全局光源进行分片。

4.如权利要求1所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(2)中以同一簇中各列之间的距离之和最小为原则，采用簇度量方法对采样矩阵进行光源分簇。

5.如权利要求1所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(3)中针对任意一个分片，进行如下操作：

(3-1)确定与当前分片的局部结构相近的分片作为邻近分片；

(3-2)从分簇后的采样矩阵中提取当前分片及其邻近分片对应的片采样结果构建当前分片的局部矩阵；

(3-3)按列对该局部矩阵中的每一个簇进行细分，得到当前分片的细分矩阵。

6.如权利要求5所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(3-1)中使用6维kd-树法进行最近邻居寻找获得确定当前分片的邻近分片。

7.如权利要求1所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(4)包括如下步骤：

(4-1)针对当前细分矩阵中的每一簇，从当前簇中选择一列作为特征列，采用光线追踪法计算该特征列对应的光源对当前像素点的贡献值以及贡献权重；

(4-2)根据所有簇的特征列对应的光源对当前像素点的贡献值和贡献权重计算当前像素点的像素值。

8.如权利要求7所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(4-1)中针对当前簇中的每一列，其被选择作为特征列的概率满足如下条件：

每列被选择的概率的比值与各列全局范数的比，即：

P₁：P₂：……P_t＝||R₁||：||R₂||：……||R_t||，

其中，P_x为当前簇中第x列被选择的概率，||R₁||为当前簇中第x列的范数，x＝1,2……,t，t为当前簇中的总列数。

9.如权利要求7所述的基于光分片的多光源场景渲染方法，其特征在于，所述步骤(4-2)中根据所有簇对应的贡献权重对所有簇对应的贡献值按照相应的贡献权重进行加权求和得到该像素点的像素值。