阴影技术中的光线跟踪法

本文对逼真图形生成过程中所使用的光线跟踪法作了系统的介绍,并对其中的阴影测试及抗阶梯效应的几种改进方法作了说明。

光线跟踪法在某太阳能集热元件光线分析中的应用

基于复合抛物面型集热器(CPC)的光学特性,介绍了一种新型的选择性太阳光隧道,采用光线跟踪法分析并计算其冬夏两种工况下的光学特性。结果表明,选择性太阳光隧道利用冬夏两季太阳高度角的差异可实现不同的吸热效果,为设计改进太阳能集热器提供了理论依据。

计算波状表面半透明流体层光谱反射特性的光线分裂跟踪法

提出一种计算具有波状表面的半透明流体层光谱反射特性的光线分裂跟踪法 .对平行入射和漫入射光谱分别采用正向和反向跟踪计算 ,实现了对光线的分裂跟踪 .该方法计算思路简捷、速度快、需用内存小 ,对此类问题的求解有良好的适应性 .算例结果表明 ,表面的波状弯曲降低了流体层对漫入射光谱的反射能力 ;但对平行入射光谱 ,呈现出两种相反的影响 .

大坝地震反应数据场快速体绘制算法

为了弥补传统体绘制静止画面时 ,不能明确判断场值集中部位的不足 ,提出了一种快速体绘制算法 ,针对大坝地震反应有限元计算数据场 ,根据每个单元法线与视线夹角最小的表面来选择剖切方向 ,将单元剖切成多个四边形面后进行颜色融合和叠加 ,大大提高了体绘制速度 ,实现了动态观察体绘制图 ,从而清楚地分析场值集中部位 .

联合摄影及斜点样方法的单株植物冠层结构参数测量(Ⅰ)：冠层三维重建

联合摄影、三维立体体元模型及光线跟踪法开展了面向高精度总面积指数(plant area index,PAI)测量的冠层精细三维模型重建研究.研究发现,冠层背景及天气条件对冠层影像分类影响显著;相机外方位元素解算精度受控制点精度影响较大,但受控制点数目影响相对较小.合理的单位体元大小及分区大小组合对于冠层三维重建至关重要,任意单位体元大小及分区大小组合可引起冠层三维重建异常.与立体体元大小相比,分区大小对冠层三维重建影响更为显著.

具有温度分布的半透明平板的发射特性

从半透明体的内部介质辐射出发，采用正、逆向光线跟踪法对具有温度分布的半透明大平板的发射特性进行了研究，得到表面的方向有效发射率的解析表达式。利用该式对具有线性温度分布的半透明大平板的发射特性进行计算，分析了温度分布、光学厚度以及介质折射率对方向有效发射率和半球有效发射率的影响。

一种太阳能吸热器的结构优化及性能仿真

基于流量均匀性的要求,对一种太阳能高温吸热器进行结构优化设计。基于蒙特卡洛光线跟踪法及光线的镜面反射定律,数值模拟分析吸热管壁面热流分布。施加壁面热流边界,以氦气为工质数值计算该吸热器的流动换热性能。结果表明:吸热器优化结构能满足换热工质在吸热细管中流动的流量不均匀性小于5%的要求;吸热器壁面热流梯度较大,不宜采用等热流假设进行计算;氦气的出口温度分布均匀,整个出口氦气的平均温度约为1125K,最大温差为50K。

灰壁面与镜反射界面下线性折射率半透明平板内的辐射传递

研究了梯度折射率半透明介质内的辐射传递 ,采用弯曲光线跟踪法和伪光源迭加法推导出一侧为灰壁面另一侧为镜反射半透明界面 ,具有线性折射率分布的发射 吸收性半透明介质层内的辐射强度 .通过与本文的精确方法进行比较 。

虚拟原型自由交互和多重纹理绘制在医学仿真中的应用

介绍了一种基于光线跟踪法的多虚拟原型自由交互方法,并通过多重纹理绘制解决交互 过程的逼真绘制问题。多重纹理绘制通过存储原型材质标识号,采用切割不同纹理图源文件分别渲 染小三角形面片的手段,将不同纹理同时渲染到虚拟原型相应位置,以实现高度真实感的虚拟原型交 互过程的实时逼真显示,给出了该方法在虚拟医学手术训练中的应用。

配有多根真空管的CPC各构件吸收光能的理论分析

利用光线跟踪法对配有多根真空管的复合抛物面集热器（ＣＰＣ）各构件在不同入射角下吸收光能的情况进行了理论分析，对计算结果的合理性作了讨论，并进行了实验研究。

表面多孔化材料的光热吸收特性

文章通过光线跟踪法,推导出了表面多孔化材料等效吸收率计算模型,并讨论了等效吸收率的影响因素。结果表明:等效吸收率与孔尺寸无关,而与孔隙率呈线性关系,随孔隙率增加而增加,但增加幅度与光线入射角和材料本身吸收率有关。材料本身吸收率在0.2～0.6之间时,增加的效果最显著,达30%左右。等效吸收率随光线入射角增大而增加,直射时达到最大。当光线入射角小于40°和超过75°时,等效吸收率随入射角增大而增加的幅度变缓;而当光线入射角在区间[40°,75°]时,随入射角增大,等效吸收率增加幅度显著。

吸收-透射界面下正弦折射率介质内辐射换热

对具有吸收-透射性边界面的梯度折射率半透明介质层,建立了介质内热辐射传递与边界面辐射换热的数理模型,并采用数值弯曲光线跟踪法求解介质内的热辐射传递。通过数值模拟,分析了正弦折射率下,边界面的反射特性、吸收率以及介质层光学厚度对介质内热辐射平衡温度场及热流分布的影响。结果表明,边界面的反射特性与吸收率对介质内辐射换热均有重要影响,吸收率的影响与边界面反射特性、介质层光学厚度及环境条件相关,呈现特征不同的作用。

新型太阳能聚焦器焦面能流分布仿真

考虑太阳光不平行度,应用蒙特卡洛光线跟踪法及光线的镜面反射定律,并采用数值模拟的方法分析了焦面位置误差、指向误差等对一种新型展开式太阳能聚焦器焦面光斑形状及能流分布的影响。结果表明:焦面位置误差绝对值越大,焦面光斑半径越大,焦面能流峰值越小;焦面误差绝对值相同时,焦面光斑形状及能流分布几乎一样;指向误差越大,光斑越偏离焦面中心,并且光斑由圆形逐渐演变成椭圆形,光斑长短径之比越大。结论可以为该新型空间太阳能聚焦吸热系统的设计提供参考依据。

可充气聚焦器的展开过程及聚焦性能仿真

为了研究可充气聚焦器的展开过程及展开后的性能,以一个开口面积为20 m2,焦距为8 m的旋转抛物面型太阳能聚焦器为例建立了充气结构模型,采用控制体积法对一次和三次折叠的未充气状态的支撑杆及反射部件的展开过程进行了仿真计算。基于充气反射面展开后的几何模型,采用蒙特卡罗光线跟踪法,数值模拟了其对光线的聚焦性能。结果表明展开后的反射面聚焦效率约为理想设计曲面的57%,褶皱是其聚焦性能不高的主要原因。分析展开后结构的聚焦效率可以作为评价可充气展开结构展开性能优劣的一种新方法。

阴影处理

本文主要介绍、归纳、比较在逼真图形生成过程中的各种消隐算法、各类阴影生成算法和纹理影射技术,并对光线跟踪法作了系统介绍。

中空对柱状冰晶散射特征的影响

使用光线跟踪法，对在二维平面和三维空间随机取向的中空六棱柱体的散射相函数进行了计算．三维模式结果显示，一般情况下，固体柱体和中空六棱柱体的散射相函数非常接近，仅当中空六棱柱体的柱壁非常薄时，会产生１２０°峰值．二维模式结果显示，中空六棱柱体产生的２２°和１２０°峰值随柱壁厚度不同而变化．衍射计算结果表明，粒子内部结构对衍射影响不大。

介质光学理论

TB342 2000064146具有镜反射正弦表面的半透明介质层表观光谱发射特性=Apparent spectral emitting properties of asemi-transparent layer medium with a sineshapedsurface[刊,中]/黄勇,夏新林,谈和平,余其铮(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院.黑龙江,哈尔滨(150001))//红外与毫米波学报.—1999,18(4).—276-282通过离散基底面并结合光线跟踪法。

表面性质对柱状抛物面型辐冷器性能的影响

利用蒙特卡罗光线跟踪法解决曲面间的辐射换热问题 ,模拟计算了抛物柱面式一级反射锥表面和地球屏表面的吸收率和散射率变化时 ,辐射制冷器一级和二级温度的变化。

其他

O43 2004031626 具有坐标旋转变换的时空相对效应光线跟踪系统=Raytracing system of spacetime relativistic effect with coordinate rotation[刊,中]/李文强(西安电子科技大学.陕西,西安(710071)),刘志镜…∥应用光学.—2003。

三维空间中的影子

我们生活在一个明亮的世界里,阳光、灯光和各种光源使我们可以看到身边的各种物体,不同方向的光线不仅照亮了每一件物体,也为它们投下了一个个的影子,使我们可以感到不同物体的前后关系及光源的位置,我们的眼睛已经习惯了有影子的世界,我们看惯了夜晚路灯下自己拉长的身影;夏日中清晰短小的黑影;漫射光下不清晰的阴影……总之,影子的存在,使我们产生了一种真实的感觉。