一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法技术

技术编号:41115922 阅读:21 留言:0更新日期:2024-04-25 14:06
本发明专利技术公开了一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法,包括以下步骤:通过节点细化将裁剪的NURBS曲面转换为有理Bézier曲面;将Bézier曲面细分为若干个子曲面,以满足对曲面的平坦度要求;通过修剪曲线将空隙子曲面剪切去除。本发明专利技术通过对光线跟踪NRUBS曲面的流程中的数据结构算法进行改进,通过使用带有轴对齐边界框的边界体层次结构和牛顿迭代法来计算光线与未裁剪的Bézier子表面的交点,可以达到GPU上的实时性能,并将GPU的速度提高20%‑30%,该方法可以在具有动态曲面细分功能的现代GPU上得到更好的利用,从而达到在包含数十万NURBS曲面和裁剪曲线的复杂场景中,投射在GPU上的光线数量可以达到每秒数万到数亿条光线的实时性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及几何曲面建模,具体涉及一种提升裁剪点搜索速度和gpu速度的方法。


技术介绍

1、本专利技术主要基于两个方面的背景,一是修剪后的nurbs曲面是几何建模领域一种最常用的建模方式,且使用该方法建模的数量近些年来迅速增长;二是光线跟踪已成为一种发展迅速的生成几何模型的计算机真实图形图像的方法。

2、nurbs曲面是一种强大的数学工具,可以统一表示平面、二次面、β样条和bézier等各种形式的曲面,支持nurbs的造型系统,可以从功能上能造出绝大多数实用的复杂曲面。尤其是在计算机辅助设计(cad)中,nurbs曲面的优点是在表示形状方面具有很大的灵活性,并且在建模过程中易于局部预测对形状的操作。

3、3d模型用裁剪过的nurbs曲面表示时通常由一组基础nurbs曲面和一组裁剪曲线表示。这种几何形状的每个曲面由两部分组成,一个是由nurbs曲面表示的基本3d形状,另一部分是由2d参数域中的nurbs曲线表示的环状非相交裁剪曲线。裁剪曲线指定相关形状的参数曲面上的哪些区域是有效的,以此来创建孔等几何区域。nurbs表示的曲线和曲面本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法,其特征在于,步骤二中,使用牛顿迭代法计算Bézier曲面和光线的交点时,Bézier曲面足够平坦,以提供接近真实相交位置的良好初始估计值,原始的Bézier曲面根据平坦度标准细分为子曲面,计算直接在转换后的有理Bézier曲面上完成。

3.根据权利要求1所述的一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法,其特征在于,步骤三中,创建Bézier子曲面后,系统会为每个子曲面形成一个轴对齐的边界框,每个子曲面由控制点定义,产生的曲面位于...

【技术特征摘要】

1.一种提升裁剪点搜索速度和gpu速度的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种提升裁剪点搜索速度和gpu速度的方法,其特征在于,步骤二中,使用牛顿迭代法计算bézier曲面和光线的交点时,bézier曲面足够平坦,以提供接近真实相交位置的良好初始估计值,原始的bézier曲面根据平坦度标准细分为子曲面,计算直接在转换后的有理bézier曲面上完成。

3.根据权利要求1所述的一种提升裁剪点搜索速度和gpu速度的方法,其特征在于,步骤三中,创建bézier子曲面后,系统会为每个子曲面形成一个轴对齐的边界框,每个子曲面由控制点定义,产生的曲面位于其控制点的凸包内,因此控制点上紧密的轴对齐边界框也包含子曲面,一旦轴对齐边界框作为线段投影到uv坐标参数空间中,就可以检查子曲面是否与2d形状相交,如果没有相交,则从子曲面列表中删除子曲面。

4.根据权利要求1所述的一种提升裁剪点搜索速度和gpu速度的方法,其特征在于,步骤五中,使用多种光线跟踪测量技术,因为gpu在原则上可以使用任何用于光线追踪的有效数据结构;

5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁从敏杜春燕杨修齐
申请(专利权)人:上海慕灿信息科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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