反射阴影图的采样改进及异构CPU-GPU效率分析

为改进虚拟场景的近似全局光照计算的实时性,提出一种反射阴影图的采样自适应细化算法。通过阴影图深度方差分析,设计一种阴影图采样点的层次划分方法。分析采样点在世界空间坐标系下的距离关系并估算采样区域内有效虚拟点光源的分布,对阴影图进行层次划分。利用不同的采样分辨率计算间接光照。实验表明,自适应细化采样与反射阴影图的采样算法相比,在最好情况下,可以减少20%的采样数量,并保持画面质量。算法为CPU和GPU之间的任务划分建立两个间接光照及采样数据库,分别计算和存储场景点的深度、表面法向量、flux通量、方差及片段着色器中采样的分级结构,记录任务的划分比例,通过异构CPU-GPU平台对不同任务划分及虚拟点光源的间接光照计算对比,实现有效的负载平衡和运算峰值。

基于反射阴影图的间接光照绘制改进算法

提出了基于反射阴影图的间接光照绘制改进算法。利用间接光照变化平滑的特点对低空间分辨率间接光照的计算结果进行插值得到高分辨率间接光照的结果。由于边界区域间接光照的变化是高频的,必须对边界和非边界区域分别计算。利用可视场景点的几何属性图,检测场景中几何对象的边界,将可视场景区域分为边界区域和非边界区域。边界区域的间接光照在高分辨率下直接计算,其它区域则由低分辨率的间接光照结果插值得来,最后使用自适应区域滤波方法对高分辨率间接光照的结果进行滤波得到最终间接光照结果。实验结果表明,相比于原始的基于反射阴影图的间接光照绘制算法,本算法显著提高了绘制效率,并通过设置插值分辨率阈值来增强算法的适应性。