基于改进体素锥追踪的大规模场景光照计算

针对大规模场景光照渲染计算量大的问题,提出一种基于改进体素锥滤波器追踪的全局光照计算算法。首先,以级联纹理结构改进简单的体素结构,实现快速高效且经各向异性过滤的场景光照信息存储,减少内存消耗;其次,基于法线加权累积计算直接光照衰减,缓解法向一致性问题;最后,基于级联纹理结构对锥波滤器进行改进,采用动态体素查找,避免整个存储结构的遍历,从而实现全局光照的高效计算。实验结果表明,改进算法在降低内存占用、提高渲染速度的同时,保持与经典体素锥追踪算法相近的渲染效果。

基于体素锥追踪的全局光照算法

提出一种全局光照的计算方法,使用体素结构存储简化场景的光照信息,并通过体素锥追踪方法来收集光照信息,计算间接光照。在计算过程中,每帧只更新动态场景的体素结构,既可以支持动态光源,又避免了更新静态场景的时间消耗。通过各向异性过滤生成的方向性层级结构,将简化的体素场景及光照信息压缩存储在三维纹理的渐近贴图中,从而减少存储开销。利用体素锥追踪收集体素结构中存储的出射辐射度及遮蔽值来计算环境遮蔽、软阴影等全局光照效果。实验结果表明,所提方法可计算多种全局光照效果,并具有较好的绘制效率,在复杂的场景下单帧时间少于33.3 ms。

多级存储优化的大规模全局光照快速计算

针对大规模复杂场景渲染的全局光照计算量大从而影响其渲染实时性的问题,提出了一种基于多级分辨率纹理存储结构的改进体素锥追踪全局光照算法。算法首先采用基于人眼视觉特性的多级分辨率纹理存储结构高效存储光照信息,并在直接光照计算时,结合存储结果特点,然后采用混合存储的GPU硬件加速与无贡献节点丢弃的软件加速相结合方法,进一步提高光照渲染效率,最后基于多级纹理及闭合体节点自适应合并对锥波滤器进行改进,实现全局光照的高效计算。试验结果表明,改进算法减少了光照计算量,降低了系统内存占用,并取得了与经典算法相近的场景光照渲染效果,从而验证了其在大规模光照计算的有效性。