基于物理的光線追蹤是一種嚴(yán)格遵循物理機(jī)理,從三維模型生成真實(shí)感圖像的渲染技術(shù),它的首要目標(biāo)是追求物理上的真實(shí)性,在數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作（電影、特效設(shè)計(jì)、動(dòng)漫等）和高端工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。同交互式或?qū)崟r(shí)光線追蹤相比,基于物理的光線追蹤涉及復(fù)雜的物理過(guò)程和數(shù)學(xué)模型。渲染過(guò)程中物理上光線采樣長(zhǎng)度的隨機(jī)性與處理器訪存的非局部性常常導(dǎo)致擴(kuò)展性低和嚴(yán)重的負(fù)載不均衡。同時(shí),場(chǎng)景的復(fù)雜性以及投向場(chǎng)景的密集采樣光線帶來(lái)高昂的計(jì)算開(kāi)銷,這些對(duì)設(shè)計(jì)一套多節(jié)點(diǎn)分布式并行成像算法帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。而已有的工作大多都是運(yùn)行在單核處理器上,渲染一幀圖像往往需要數(shù)個(gè)小時(shí)甚至幾天,其超長(zhǎng)的耗時(shí)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)快速渲染的需求。本文通過(guò)對(duì)3D場(chǎng)景的可見(jiàn)性計(jì)算、光的傳播方程以及雙向路徑追蹤算法物理本質(zhì)的研究分析,設(shè)計(jì)出相應(yīng)的并行優(yōu)化算法以提升渲染速率。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）3D場(chǎng)景的可見(jiàn)性計(jì)算作為一種加速渲染的方法,近些年備受學(xué)者的關(guān)注。而傳統(tǒng)的3D場(chǎng)景可見(jiàn)性計(jì)算方法往往是基于錐視體的,這會(huì)遺漏一些可見(jiàn)的圖元,影響最終渲染結(jié)果的精確度,此外利用錐視域計(jì)算可見(jiàn)性的過(guò)程往往十分復(fù)雜,這進(jìn)一步增加了渲染的計(jì)算量。所以本文提... 

【文章來(lái)源】：河南師范大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CornellBox使用直接光照與全局光照的成像效果對(duì)比

光路徑示意圖

基于master-worker分配模式的可見(jiàn)性計(jì)算軟件其主要命令介紹如下：命令行選--ncoresn時(shí)給出在pc上運(yùn)行時(shí)所調(diào)動(dòng)的CPU數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采用Intel集成眾核架構(gòu)的并行光線追蹤加速方法[J]. 宋元杰,王璐,孟祥旭.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[2]基于物理的分布并行光線追蹤算法[J]. 張聰品,岳冬利.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2014(06)
[3]基于OpenCL的實(shí)時(shí)KD-Tree與動(dòng)態(tài)場(chǎng)景光線跟蹤[J]. 盧賀齊,鮑鵬,馮結(jié)青.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2013(07)
[4]基于空盒自適應(yīng)生成的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景光線跟蹤計(jì)算[J]. 李靜,王文成,吳恩華.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2009(06)
[5]啟發(fā)式探查最佳分割平面的快速KD-Tree構(gòu)建方法[J]. 范文山,王斌.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]加快光線跟蹤計(jì)算的網(wǎng)格優(yōu)化劃分[J]. 李靜,王文成,吳恩華.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2008(08)
[7]繪制大規(guī)模場(chǎng)景的可見(jiàn)性計(jì)算技術(shù)[J]. 王文成,魏峰,吳恩華.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2006(02)
[8]大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景的可見(jiàn)性問(wèn)題研究[J]. 普建濤,查紅彬.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2005(02)
[9]分布式計(jì)算環(huán)境下的并行體繪制算法[J]. 余盛明,李華,劉慎權(quán).  軟件學(xué)報(bào). 1996(09)
[10]光線追蹤技術(shù)綜述[J]. 徐汝彪,劉慎權(quán).  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 1990(05)

博士論文
[1]基于點(diǎn)緩存全局光照技術(shù)的研究[D]. 王貝貝.山東大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3573227