[发明专利]基于有向距离场的3D温场图渲染方法、装置、介质和设备

权利要求书

1.一种基于有向距离场的3D温场图渲染方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

提取三角面模型中三角形数据，构建BVH加速结构；

基于BVH加速结构烘焙出有向距离场数据并存储至3D纹理；

GPU利用3D纹理、BVH包围盒数据、3D空间中实际温度传感器数据渲染3D温场图；

与传统场景渲染结果混合输出至显示器；

其中，所述基于BVH加速结构烘焙出有向距离场数据并存储至3D纹理包括：

基于三维引擎创建3D纹理对象；

设置过滤模式，开启双线性插值或者三线性插值进行纹理采样过滤；

填充3D纹理对象；

所述填充3D纹理对象包括：

将BVH加速结构空间体素化为3D纹理对应的体素数量；

利用体素在BVH加速结构中位置查询当前体素相对三角面模型的有向距离。

2.根据权利要求1所述的基于有向距离场的3D温场图渲染方法，其特征在于，所述提取三角面模型中三角形数据，构建BVH加速结构包括：

在三维引擎中通过静态网格获取顶点缓冲对象VBO和三角序号缓冲对象IBO；

利用所述顶点缓冲对象VBO和三角序号缓冲对象IBO提取三角形数据，并存储到自定义三角形数据结构中；

基于SAH方法构建BVH加速结构。

3.根据权利要求1所述的基于有向距离场的3D温场图渲染方法，其特征在于，所述GPU利用3D纹理、BVH包围盒数据、3D空间中实际温度传感器数据渲染3D温场图包括：

将所述3D纹理、BVH包围盒数据、3D空间中实际温度传感器数据传递至着色器中；

在所述着色器中通过光线步进方法渲染3D温场图，同时检测渲染范围与进行深度测试。

4.根据权利要求3所述的基于有向距离场的3D温场图渲染方法，其特征在于，在所述着色器中通过光线步进方法渲染3D温场图，同时检测渲染范围与进行深度测试包括：

在所述着色器中通过光线步进方法进行3D渲染；

渲染范围检测优化，并执行渲染器着色代码；

计算3D纹理的采样UVW，以及单个采样点权重；

计算当前像素最终颜色。

5.根据权利要求4所述的基于有向距离场的3D温场图渲染方法，其特征在于，所述计算当前像素最终颜色包括：

单个3D采样点的颜色为Csp，采样点坐标为sp，最终颜色为C，其中通过Clamp过滤掉有向距离小于0的部分，然后累加光路L上所有采样点的颜色Ctemp；

sp＝ro+rd*S；

Ctemp＝f(sp,hps,whp,color)＝∫whp*dist(sp,hp)/rhp*color；

其中，sp为采样点在三维空间的位置，ro为光线起点，rd为光线方向，S为累计光线步长，hps为所有温度传感器采样点数组，whp为单个传感器权重默认为1，rhp为数据覆盖半径，color为基础色，从色带采样得到，hp为单个温度传感器采样点；

Csp＝f(UVW)＝clamp(sample(UVW),0,1)*Ctemp；

其中，L为光线行进总长即光路，θ为光线步长，Wsp为单个采样点权重。