[发明专利]一种基于虚拟面光源的实时场景绘制方法

摘要

本发明公开一种基于虚拟面光源的实时场景绘制方法，步骤为：首先从视频纹理中获取一帧最为当前的亮度分布状态；然后利用GPU构造当前视频纹理的SAT；再将场景的原始面光源分为一组虚拟面光源，并保存每个虚拟面光源的相关信息；进而根据虚拟面光源的信息以及构造的SAT分别计算辐射因子形状因子以及可见因子然后将三因子的计算结果带入绘制方程，以累加获得每个场景绘制点的亮度，即获得原始纹理面光源的亮度分布，进行各场景绘制点光照的绘制；随视频纹理的变化，重复上述步骤，即可动态更新各场景绘制点的光照亮度。本发明可减少实时绘制过程中的采样率，从而减少数据处理的时间和占用的内存，同时保证实时绘制结果不受影响。

主权项

1.一种基于虚拟面光源的实时场景绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）从视频纹理中获取一帧最为当前的纹理面光源的亮度分布状态；（2）利用GPU构造当前视频纹理的SAT；（3）将场景的原始面光源分为一组虚拟面光源，并保存每个虚拟面光源包括法向、空间坐标、大小的相关信息；局部面光源下的绘制方程简化形式如下：Lr(y,ωr)≈Σk=1M{ρ(y)LSkFy,SkVy,Sk}---(6)]]>其中：y为场景绘制点，S为给定面光源，S_k为给定面光源S中的任一虚拟面光源，ρ为场景绘制点所在物体的BRDF值，为场景绘制点接受到虚拟面光源S_k的入射光线的辐射亮度，L_r(y,ω_r)为场景绘制点y向ω_r方向反射的总的出射辐射亮度；式（6）中包括和每个虚拟面光源相关的因子：函数V即可见因子，返回场景绘制点位置与虚拟面光源位置之间的可见性，函数F即形状因子，返回虚拟面光源表面与场景绘制点所在表面的几何关系；即辐射因子，为各虚拟面光源S_k表面上单位面积所发出的辐射能量；（4）根据虚拟面光源的信息以及构造的SAT分别计算辐射因子形状因子以及可见因子（5）将辐射因子形状因子以及可见因子的计算结果带入式（6），累加获得每个场景绘制点的亮度，即获得原始纹理面光源的亮度分布，进行各场景绘制点光照的绘制；（6）随视频纹理的变化，重复步骤（1）至（6），动态更新各场景绘制点的光照亮度。