一种基于凝视点的随机光切方法技术

本发明专利技术提出一种基于凝视点的随机光切方法，首先为当前场景的光源构建基于平衡二叉树的光源树；然后构建G缓冲区，所述G缓冲区包含法线、反照率、速度以及亮度帧缓冲；为了在不降低感知质量的情况下提升渲染性能，该方法提出基于凝视点的时空

【技术实现步骤摘要】
一种基于凝视点的随机光切方法


[0001]本专利技术涉及一种基于凝视点的随机光切方法，在包含大量光源的全动态虚拟场景中为人眼高感知敏感的区域实时生成高质量的光照渲染结果。

技术介绍

[0002]目前基于凝视点的三维渲染技术有以下4种不同的加速策略：多空间分辨率加速策略、细节层次结构加速策略、多色彩分辨率加速策略和多光照分辨率加速策略。基于多光照分辨率加速策略的凝视点三维渲染技术通过为人眼视觉系统不同的视觉敏感区域提供不同质量的光照效果来提升渲染效率。Stengel等人[1]提出了一种基于凝视点的自适应采样模式用于对光栅化渲染方法进行自适应采样，用于调整人眼视觉系统的周边区域的采样率，以便对输出图像中有重要特征的区域进行更高精度的采样。Tursun等人[2]提出了一种亮度对比度感知的凝视点渲染方法，该通过分析图像的局部亮度对比度，进一步节省了凝视点渲染的计算资源。王莉莉等人[3]在2020年提出了一种基于凝视点的立即辐射度方法，该方法通过投射更多虚拟点光源来照亮凝视点区域，从而可以为凝视点区域提供高质量的全局光照，而在周边区域呈现不低精确的全局光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于凝视点的随机光切方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：光源树的构建：给定一个虚拟场景，为当前场景的光源构建基于平衡二叉树的光源树tree；步骤2：G缓冲区的构建：给定当前帧和上一帧的视角，构建当前帧的G缓冲区FB
g
；所述G缓冲区FB
g
包含法线帧缓冲fb
n
、反照率帧缓冲fb
a
、速度帧缓冲fb
v
和亮度帧缓冲所述法线帧缓冲fb
n
中的每个像素存储该像素在虚拟场景中对应物体上的法线；所述反照率帧缓冲fb
a
存储该像素在虚拟场景中对应物体上的反照率；所述速度帧缓冲fb
v
存储该像素在虚拟场景中对应物体上的移动速度；所述亮度帧缓冲存储该像素在虚拟场景中对应物体上的亮度，通过渲染一个当前帧的低分辨率渲染图像来计算得到，在低分辨率图像计算中同时保存了渲染过程中构建的光切LC
′
和选择的光源样本LS
′
用于步骤4进行基于多分辨率的光照样本的选择，且低分辨率的大小为当前帧输出图像分辨率的1/8；步骤3：基于凝视点的时空
‑
亮度感知敏感度图和光切的构建：利用步骤2构建的G缓冲区FB
g
提取基于凝视点的时空特征图FSFM和基于凝视点的亮度特征图FLFM，然后基于FSFM和FLFM构建基于凝视点的时空
‑
亮度感知敏感度图SL
‑
FPSM；FSFM中每个像素存储一个0
‑
1的值，用于表示该像素对应的时空特征敏感度；FLFM中每个像素存储一个0
‑
1的值，用于表示该像素对应的亮度特征敏感度；SL
‑
FPSM中的每个像素存储一个0
‑
1的值，值越大说明时空
‑
亮度感知敏感度越高，渲染质量越高；然后根据每个像素在SL
‑
FPSM中的值为每个像素生成不同精度的光切LC；步骤4：基于多分辨率的光照样本的选择：利用步骤1构建的光源树tree，步骤2渲染低分辨率渲染图像的过程中构建的光切LC
′
和选择的光源样本LS
′
，步骤3构建的基于凝视点的时空
‑
亮度感知敏感度图SL
‑
FPSM，根据SL
‑
FPSM和LC
′
，为LC中的部分节点复用LS
′
中的光源样本，为LC中剩余节点对光源树tree进行遍历并选择光源样本；步骤5：光照渲染：利用步骤4选择的光源样本，对当前帧的输出图像的每个像素计算漫反射光照结果，利用步骤3构建的SL
‑
FPSM，使用基于SL
‑
FPSM的路径追踪算法对当前帧的输出图像的每个像素计算光泽反射光照结果；最后将漫反射光照结果和光泽反射光照结果合并得到最终的光照渲染结果。2.根据权利要求1所述的基于凝视点的随机光切方法，其特征在于：所述步骤2中，亮度帧缓冲得到如下：首先给定当前帧的输出图像的分辨率(w,h)，使用实时随机光切法渲染当前帧的低分辨率渲染图像，低分辨率渲染图像的分辨率为w/8,h/8，即为当前帧输出图像分辨率的1/8，并同时保存在低...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉莉，石雪怀，吴健，刘鑫达，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：