基于空间网格细分的不规则场景的光线跟踪

doi:10.11772/j.issn.1001-9081.2014.05.1431

计算机应用 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (5): 1431-1434.DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.05.1431

基于空间网格细分的不规则场景的光线跟踪

孙劲光¹,刘佳桐²

1. 辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁葫芦岛 125105;
2. 辽宁工程技术大学研究生学院，辽宁葫芦岛 125105

收稿日期:2013-11-01 修回日期:2013-12-11 发布日期:2014-05-30 出版日期:2014-05-01
通讯作者: 刘佳桐
作者简介:孙劲光(1962-),女,河北邯郸人,教授,博士,CCF会员,主要研究方向：图形理论与技术、图像工程、数据库原理与系统；刘佳桐(1989-),女,吉林伊通人,硕士研究生,主要研究方向：计算机图形。
基金资助:
矿业组合服务方案研究及服务模式设计

Ray tracing of irregular scene based on spatial grid subdivision

SUN Jingguang¹,LIU Jiatong²

1. School of Electronic and Information Engineering, Liaoning Technical University, Huludao Liaoning 125105, China;
2. School of Graduate, Liaoning Technical University, Huludao Liaoning 125105, China

Received:2013-11-01 Revised:2013-12-11 Online:2014-05-30 Published:2014-05-01
Contact: LIU Jiatong

摘要/Abstract

摘要：

针对不规则场景中光线跟踪算法绘制速度慢的问题，在深入学习和比较近些年的光线跟踪加速算法的基础上，提出了一种改进的网格细分的光线跟踪算法。首先，设置矩形场景包围盒，剔除对场景没有影响的外部光线，进而简化求交运算；其次，采用新方法创建空间网格，该方法可使空间单元数量和存储空间复杂度都限定在一定范围内；最后，对网格进行细分，这一步骤消除了传统空间网格算法忽略部分空白区域对加速效果产生的不良影响, 极大完善了传统空间网格算法。通过实验证明，该方法能有效提高光线在空白空间的穿行速度，不仅提高了时间效率，而且减少了空间开销。

Abstract:

To solve the slow rendering problem of ray tracing algorithm in irregular scene, an improved grid subdivision ray tracing algorithm was proposed based on the in-depth study and comparison of the recent acceleration algorithms of ray tracing. First, the rectangular bounding box of the scene was set to remove the influence of external light, and the intersect operations was simplified; second, spatial grids were created with a new way to limit the spatial unit number and complexity of storage space within a certain range; finally, the traditional spatial grid algorithm was greatly improved by subdividing grids to eliminate the bad influence on acceleration effects due to ignoring some blank space. The experimental results show that this method can effectively improve the light speed in blank space, it not only increases the time efficiency but also reduces the space lost.

中图分类号:

TP391

孙劲光刘佳桐. 基于空间网格细分的不规则场景的光线跟踪[J]. 计算机应用, 2014, 34(5): 1431-1434.

SUN Jingguang LIU Jiatong. Ray tracing of irregular scene based on spatial grid subdivision[J]. Journal of Computer Applications, 2014, 34(5): 1431-1434.

参考文献

［1］APPEL A. Some techniques for shading machine renderings of solids ［C］// Proceedings of Spring Joint Computer Conference. New York: ACM, 1968:37-45.
［2］PENG Q, BAO H, JIN X. Based of computer realistic graphics algorithms ［M］. Beijing: Science Press, 1999.(彭群生,鲍虎军,金小刚.计算机真实感图形算法基础［M］.北京:科学出版社,1999.)
［3］WHITTED T. An improved illumination model for shaded display ［J］. Communications of the ACM, 1980,23(6):343-349.
［4］WANG W, XIAO S, MENG W, et al. Ray tracing algorithm based on octree space partition method ［J］. Journal of Computer Applications, 2008,28(3):656-658.(王文玺，肖世德，孟文，等.一种基于八叉树空间剖分技术的光线跟踪算法［J］.计算机应用，2008,28(3):656-658.
［5］WANG H, ZHU L, GU Y. Quick ray tracing algorithm based on surfaces of revolution ［J］. Computer Engineering, 2008,34(10):274-276.(王华，朱丽华，顾耀林.基于旋转曲面场景的快速光线跟踪算法［J］.计算机工程,2008,34(10):274-276.)
［6］LIU Y, ZHANG M. Acceleration techniques in ray tracing algorithm ［J］. Computer and Digital Engineering, 2013,41(6):863-866.(柳有权，张曼.光线跟踪算法的加速技术研究［J］.计算机与数字工程，2013，41（6）：863-866.)
［7］POPOV S, GNTHER J, SEIDEL H P, et al. Stackless KD-tree traversal for high performance GPU ray tracing ［J］. Computer Graphics Forum, 2007,26(3):415-424.
［8］GARANZHA K, LOOP C. Fast ray sorting and breadth-first packet traversal for GPU ray tracing ［J］. Computer Graphics Forum, 2010,29(2):289-298.
［9］LU H, BAO P, FENG J. OpenCL-based real-time KD-tree and ray tracing for dynamic scene ［J］. Journal of Computer-Aided Design and Computer Graphics, 2013,25(7):964-973.(卢贺齐，鲍鹏，冯洁青.基于OpenCL的实时KD-Tree与动态场景光线跟踪［J］.计算机辅助设计与图形学学报，2013,25(7):964-973.)
［10］CHOI B, KOMURAVELLI R, LU V, et al. Parallel SAH k-D tree construction for fast dynamic scene ray tracing ［R/OL］. ［2013-03-08］.https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/13798/parkd.pdf?sequence=2.
［11］BUDGE B C, ANDERSON J C, GARTH C, et al. A straightforward CUDA implementation for interactive ray-tracing ［C］// Proceedings of IEEE Symposium on Interactive Ray Tracing. Piscataway: IEEE Press, 2008:178.
［12］WALD I, SLUSALLEK P, BENTHIN C, et al. Interactive rendering with coherent ray tracing ［J］. Computer Graphics Forum, 2001,20(3):153-164
［13］THRANE N, SIMONSEN L O. A comparison of acceleration structures for GPU assisted ray tracing ［D］. Aarhus: University of Aarhus, 2005.
［14］LI J, WANG W, WU E. Optimizing grid resolutions for ray tracing ［J］. Journal of Computer-Aided Design and Computer Graphics, 2008,20(8):968-977.(李静，王文成，吴恩华.加快光线跟踪计算的网格优化划分［J］.计算机辅助设计与图形学学报，2008，20（8）：968-977.)
［15］LI J, WANG W, WU E. Ray tracing of dynamic scenes by managing empty regions in adaptive boxes ［J］. Chinese Journal of Computers, 2009,32(6):1172-1182.(李静，王文成，吴恩华.基于空盒自适应生成的动态场景光线跟踪算法［J］.计算机学报，2009,32(6):1172-1182.)

[1]	张佳慧李晓明张嘉祥. 强化形态感知的路面缺陷检测算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[2]	杨建锋陈斌李雨轩. 基于点云重构的自监督点云异常检测方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[3]	薛振华李强黄超. 视觉大模型驱动的像素级图像异常检测模型[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[4]	蒋畅江向杰何旭颖. 面向机械臂抓取的双目视觉目标定位算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[5]	边小勇胡其仁袁培洋. 多注意力对比学习的红外小目标检测[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[6]	李钟华钟庚辛范萍朱恒亮. 通过边界挖掘和背景引导的伪装目标检测[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[7]	吴松霖张广朝姚远彭博. 基于判别区域引导的多视图困难气道识别[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[8]	李强白少雄熊源袁薇. 基于视觉大模型隐私保护的监控图像定位[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[9]	薛雅丽徐忠敏刘世豪. 基于多级小波残差网络的重力数据去噪方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[10]	况世雄姚俊波陆佳炜王琪冰肖刚. 基于动态图卷积网络的电梯乘客异常行为数据增强方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[11]	康斌陈斌王俊杰李昱林赵军智咸伟志. 基于多粒度共享语义中心关联的文本到人物检索方法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[12]	张庆杨凡方宇涵. 基于多模态信息融合的中文拼写纠错算法[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[13]	王昊王金伟程鑫张家伟吴昊罗向阳马宾. 彩色图像JPEG重压缩取证综述[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[14]	王磊胡节彭博. 用于半监督火灾检测的分布自适应和动态课程伪标签框架[J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.
[15]	刘晋文王磊马博董瑞杨雅婷艾合塔木江·艾合麦提王欣乐. 基于弱监督模态语义增强的多模态有害信息检测方法 [J]. 《计算机应用》唯一官方网站, 0, (): 0-0.

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