[发明专利]一种基于多边形空间划分的光子映射优化方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于多边形空间划分的光子映射优化方法，其特征在于，该方法包括：

Master节点接收场景图像，进行场景划分，得到几何边界信息，在分割线处插入虚拟portal，并分别发送至各个Slave节点；

各个Slave节点读取场景的子区域；

对每个Slave节点，光子从本节点内部的光源发射，到达本节点区域边界的虚拟portal时存储到数据结构中，并在光子数量到达阈值时将光子传输至相邻区域对应节点；

每个Slave节点进行该场景子区域的着色计算，并将着色计算信息发送至Master节点；

Master节点根据接收的各Slave节点的着色计算信息，选择距离光源最近的交点的光亮度作为全局着色点的光亮度；

所述Master节点进行场景划分的具体步骤包括：

根据场景图像的俯视图，得到场景的轮廓坐标信息；

根据Slave节点的数目，将场景图像划分成相应的N份；

保证场景分割线总和最短和每块划分后的场景子区域面积差最小；

所述将场景图像划分成相应的N份的具体步骤包括：

假设场景的外轮廓多边形划分成N份，根据外轮廓多边形的面积，计算目标子多边形面积；

场景的外轮廓多边形一分为二，其中一个面积为目标子多边形面积；迭代使用相同的方法将另一个子多边形分割，直至分割的所有子多边形面积接近目标子多边形面积；

确定最短的场景分割线。

2.如权利要求1所述的一种基于多边形空间划分的光子映射优化方法，其特征在于，在该方法中，所述几何边界信息包括多边形的顶点信息、多边形的唯一标识和该多边形相邻多边形的唯一标识；

和/或，在该方法中，所述各个Slave节点读取场景的子区域的具体步骤包括：

采用分布式加载场景的子区域中物体，采用SAH策略构建场景k-d树，在本节点内部生成属于本区域范围内的光子图；

和/或，在该方法中，所述每个Slave节点在本节点内进行光子追踪求交检测；

和/或，在该方法中，所述每个Slave节点进行该场景子区域的着色计算，在场景分割线附近，采用overlappedk-d树存储光子，从屏幕空间发射光线，记录光线与几何相交的着色点，通过光子图进行光子收集计算出着色点的辐射亮度，并完成着色计算，具体步骤包括：

设定光子收集搜索半径；

当着色点和虚拟portal距离大于等于搜索半径时，着色点的光亮度为该节点内部的光子图计算出的辐射亮度；

当着色点和虚拟portal距离小于搜索半径时，访问相邻分割区域的光子，采用overlappedk-d树组织光子图，将划分区域边界处的光子重复存储到临近区域的节点上，着色点的光亮度为检测节点内部光子图中的光子图计算出的辐射亮度。

3.一种基于多边形空间划分的光子映射优化系统，其特征在于，该系统包括：Master节点和与其连接的若干Slave节点；

Master节点接收场景图像，进行场景划分，得到几何边界信息，在分割线处插入虚拟portal，并分别发送至各个Slave节点；

各个Slave节点读取场景的子区域；

对每个Slave节点，光子从本节点内部的光源发射，到达本节点区域边界的虚拟portal时存储到数据结构中，并在光子数量到达阈值时将光子传输至相邻区域对应节点；

每个Slave节点进行该场景子区域的着色计算，并将着色计算信息发送至Master节点；

Master节点根据接收的各Slave节点的着色计算信息，选择距离光源最近的交点的光亮度作为全局着色点的光亮度；

所述Master节点进行场景划分的具体步骤包括：

根据场景图像的俯视图，得到场景的轮廓坐标信息；

根据Slave节点的数目，将场景图像划分成相应的N份；

保证场景分割线总和最短和每块划分后的场景子区域面积差最小；

所述将场景图像划分成相应的N份的具体步骤包括：

假设场景的外轮廓多边形划分成N份，根据外轮廓多边形的面积，计算目标子多边形面积；

场景的外轮廓多边形一分为二，其中一个面积为目标子多边形面积；迭代使用相同的方法将另一个子多边形分割，直至分割的所有子多边形面积接近目标子多边形面积；

确定最短的场景分割线。