基于MCMC的镜面光线的渲染方法技术

本发明专利技术提供了一种基于MCMC的镜面光线的渲染方法，渲染时首先确定各个像素点的像素值，然后利用各个像素点的像素值进行渲染，针对任意一个像素点，通过如下步骤确定各个像素点的像素值：基于MCMC的方法确定当前像素点的有效路径，所述的有效路径为镜面光线路径；根据当前素点的有效路径，基于光线传播路径积分公式计算当前像素点的像素值，并对当前像素点进行渲染。本发明专利技术的渲染方法利用MCMC方法在高维空间中对有效的镜面光线路经进行建模，利用有效的镜面光线路径即可求得到各个像素点的像素值，进而完成对复杂镜面光线的渲染方法。

【技术实现步骤摘要】
基于MCMC的镜面光线的渲染方法
本专利技术涉及计算机图形学
，尤其涉及一种基于MCMC的镜面光线的渲染方法。
技术介绍
用无偏蒙特卡罗方法来渲染某些复杂的光线传播路径是一个长期存在的问题，尤其对于一些，存在着照明光线的，并包含镜面或者光滑表面的路径，因为这会使光线的汇聚速度变得很慢。在过去的25年间，模拟光线传播路径，一直是计算机图形学领域研究人员致力研究的内容；它最初是作为有限元模拟、或者辐射度和光线追踪的补充方法。将蒙特卡罗方法用于光线追踪，源自Kajiya将全局光照下的渲染方程的进行公式化的工作，进而形成了一个称为蒙特卡罗全局光照的领域。将图像中的每一个像素都看作一个随机变量，并令其期望值等于渲染方程的解，这样得到的无偏采样方法，从Kajiya提出的源路径追踪方法开始，到双向路径追踪，其中光线传播路径可以部分从来自光源的光线构建，而令一部分从眼睛看到的光线构建；另外，Veach和Guibas在1997提出的开放式的Metropolis光线传播算法，利用了马尔科夫蒙特卡罗框架下的双向路径追踪方法。许多双通道方法，利用一个“粒子追踪”通道来将来自光源的能量传送出去，进而以光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MCMC的镜面光线的渲染方法，其特征在于，渲染时首先确定各个像素点的像素值，然后利用各个像素点的像素值进行渲染，针对任意一个像素点，通过如下步骤确定各个像素点的像素值：(1)基于MCMC的方法确定当前像素点的有效路径，所述的有效路径为镜面光线路径；(2)根据当前素点的有效路径，基于光线传播路径积分公式计算当前像素点的像素值，并对当前像素点进行渲染。

【技术特征摘要】
1.一种基于MCMC的镜面光线的渲染方法，其特征在于，渲染时首先确定各个像素点的像素值，然后利用各个像素点的像素值进行渲染，针对任意一个像素点，通过如下步骤确定各个像素点的像素值：(1)基于MCMC的方法确定当前像素点的有效路径，所述的有效路径为镜面光线路径；(2)根据当前像素点的有效路径，基于光线传播路径积分公式计算当前像素点的像素值，并对当前像素点进行渲染；所述步骤(1)通过如下方法确定当前像素点的有效路径：(1-1)针对当前像素点，确定当前像素点的从视点到光源的原始路径；(1-2)从该原始路径中选择第一个非镜面节点作为初始节点，并针对该初始节点随机选择一个光线射出方向作为扰动方向；(1-3)从初始节点沿该扰动方向射出一光线，使该光线沿原始路径传播：(a1)若传播时遇到非镜面节点，则停止传播，并对得到的第一传播路径进行补全，得到扰动方向上的建议路径；(a2)若传播时未遇到非镜面节点，则直至传播至光源时停止，并以得到的第一传播路径作为该扰动方向上的建议路径；(1-4)针对初始节点增加一个扰动方向，针对新增的扰动方向执行步骤(1-3)确定新增的扰动方向上的建议路径，并判断该建议路径的有效性；循环执行步骤(1-4)，直至扰动方向的个数达到预设的个数阈值停止，得到当前像素点的有效路径。2.如权利要求1所述的基于MCMC的镜面光线的渲染方法，其特征在于，所述步骤(a1)中基于迭代法对第一传播路径进行补全包括如下步骤：(S1)判断||xb-x'b||>εL是否满足，其中xb为原始路径中第二个非镜面节点，x'b为第一传播路径中第二个非镜面节点，ε是预设的误差阈值，L为原始路径相邻两个节点间的最大距离；若不满足，则直接以原始路径中第二个非镜面节点xb之后的部分补接到第一传播路径中最后一个节点之后得到建议路径；否则，进行如下操作：(S2)根据迭代步长确定光源的射出方向，沿该射出方向射出一光线，并使该光线沿着原始路径传播，直至到达非镜面节点时停止传播，得到相应的第二传播路径；(S3)判断||xcn-x'b||<||xb-x'b||是否满足，其中xcn为第二传播路径中最后一个节点：(b1)若满足，则将第二传播路径补接到第一传播路径中得到相应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆琼，张根源，
申请(专利权)人：浙江传媒学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33