基于光线投射步进补偿的实时烟雾渲染算法

摘要

本发明公开了一种基于光线投射步进补偿的实时烟雾渲染方法，将原始烟雾的密度场序列函数分解成一组带权重的径向基函数和一个残余场，并计算所有径向基函数中心的源辐射值，根据光线投射法,确定视点光线与原始烟雾的交点，通过各个径向基函数中心的源辐射值计算各个交点的源辐射值，并根据所有交点的源辐射值计算各个像素点的辐射能量，进而完成图像渲染。本发明的实时烟雾渲染方法大大降低数据总量从而节省内存，提高了烟雾渲染的速度，能够实现实时烟雾渲染，且光线投射法确定视点光线与原始烟雾的交点，在光线步进中对利用残余场对视点光线的辐射能量进行补偿，处理快且能够较好的保留原始烟雾的细节，提高渲染效果。

主权项

一种基于光线投射步进补偿的实时烟雾渲染方法，其特征在于，包括：（1）将原始烟雾的体积密度场序列函数分解成若干个带权重的径向基函数和一个残余场函数，并确定各个径向基函数的中心和半径，以带权重的径向基函数的加权和为原始烟雾的近似密度函数；（2）分别计算各个径向基函数的中心的单散射的源辐射值和多重散射的源辐射值，并将各个径向基函数中心的单散射的源辐射和多重散射的源辐射值相加得到相应径向基函数中心处的源辐射值；（3）针对待渲染图像中的任意一个像素点，采用光线投射法确定视点光线与原始烟雾的交点；（4）根据所有径向基函数中心处的源辐射值、残余场函数和近似密度函数，计算当前像素点对应的各个交点的源辐射值，并根据当前像素点对应的所有交点的源辐射值计算得到当前像素点的辐射能量；（5）根据待渲染图像中所有像素点的辐射能量对待渲染图像中进行渲染，得到渲染图像。