[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

说明书

本公开公开了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，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该着色点的光亮度。

技术领域

本公开属于图形学真实感渲染的技术领域，涉及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。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在建筑、艺术、尤其是数字电影领域，对绘制场景规模的需求和真实感的需求越来越大。为了生成相片级别的真实感图像，需要进行全局光照的计算，从而精确地模拟场景中所有光照情况。然而，由于全局光照计算中，需要渲染的空间场景可能会很大，其带来的大规模光照计算任务和大规模场景数据存储需求，给真实感渲染与视觉特效仿真提出新的挑战。因此，如何缩短渲染时间和减少内存使用成为越来越重要的问题。

随着近几年分布式框架的日益发展，越来越多的研究者将分布式与渲染相结合，借助集群强大的计算能力来减少渲染时间。这样，不仅仅大大减少了渲染时间，内存加载不下的问题也不复存在。针对大规模场景的光子存储瓶颈，目前研究者提出了一系列光子映射内外存调度方法，在大规模场景的绘制中起到一定的作用。这些方法大多采用特殊的场景划分策略，以适用于某种类型场景几何数据的分布特点，减少内外存的数据交换量。

然而，发明人在研发过程中发现，目前方法中尚没有高效的场景划分方法适用于大型展馆类的场景。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本公开的一个或多个实施例提供了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。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种基于多边形空间划分的光子映射优化方法。

一种基于多边形空间划分的光子映射优化方法，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该着色点的光亮度。

进一步地，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。

进一步地，在该方法中，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。

进一步地，在该方法中，所述将场景图像划分成相应的N份的具体步骤包括：