目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 三維場景建模 1
1.2 光照與人眼對物體的視覺感知 4
1.3 三維場景繪制 6
參考文獻 9
第2章 真實感三維場景建模 11
2.1 三維幾何對象描述與建模 11
2.2 物體材質建模 14
2.2.1 經驗材質模型 16
2.2.2 基于物理的材質模型 18
2.3 光源建模 22
2.3.1 理想點光源 22
2.3.2 方向性光源 25
2.3.3 面光源 26
參考文獻 28
第3章 光照傳輸與繪制方程 30
3.1 光與物體之間的交互 30
3.1.1 反射 30
3.1.2 折射 31
3.1.3 遮擋 32
3.2 三維場景的繪制方程 34
3.2.1 通用繪制方程的導出 34
3.2.2 繪制方程的近似求解 36
3.3 光照傳播路徑的分類 41
參考文獻 43
第4章 面光源可見性計算與柔和陰影繪制 45
4.1 硬邊陰影與柔和陰影 45
4.2 面光源可見性函數(shù)積分的近似求解 48
4.3 物理正確柔和陰影繪制算法 51
4.3.1 基于蒙特卡羅光源采樣的柔和陰影繪制 51
4.3.2 基于環(huán)境遮擋掩碼的柔和陰影繪制 55
4.4 近似柔和陰影繪制算法 64
4.4.1 基于對象的近似柔和陰影繪制算法 65
4.4.2 基于圖像的近似柔和陰影繪制算法 68
參考文獻 73
第5章 基于光線跟蹤的真實感三維場景繪制 75
5.1 光線跟蹤基本概念 75
5.1.1 光線跟蹤基本流程 75
5.1.2 光線與幾何圖元間的求交 78
5.1.3 加速光線跟蹤計算的思路 83
5.2 光線跟蹤抗失真 85
5.2.1 產生光線跟蹤失真的原因 85
5.2.2 超采樣 87
5.2.3 隨機光線跟蹤 87
5.3 光線跟蹤并行化設計 88
5.3.1 線索化BVH場景加速結構的GPU并行創(chuàng)建 88
5.3.2 線索化BVH的遍歷算法設計 104
5.3.3 陰影計算加速設計 105
5.3.4 動態(tài)三維場景的光線跟蹤 112
5.3.5 基于集群的并行化光線跟蹤 117
5.4 OptiX光線跟蹤引擎 125
5.4.1 OptiX光線跟蹤引擎簡介 125
5.4.2 OptiX光線跟蹤引擎的使用 129
參考文獻 131
第6章 基于路徑跟蹤的真實感三維場景繪制 134
6.1 路徑跟蹤的基本思想 134
6.2 基本路徑跟蹤流程 136
6.3 光線傳播路徑采樣 140
6.3.1 基本的重要性采樣 140
6.3.2 多重重要性采樣 143
6.4 路徑跟蹤算法擴展 144
參考文獻 149
第7章 基于虛擬點光源的真實感三維場景繪制 150
7.1 虛擬點光源與間接光照近似計算 150
7.2 基于反射陰影圖的間接光照計算 153
7.2.1 算法總體描述 153
7.2.2 虛擬點光源的采樣及間接光照計算 155
7.3 基于幀間虛擬點光源重用的動態(tài)場景間接光照計算 161
7.3.1 虛擬點光源的創(chuàng)建 161
7.3.2 可視場景點的間接光照計算 163
7.3.3 虛擬點光源的動態(tài)更新與重用 168
7.4 基于重要性緩存策略的虛擬點光源光照貢獻求解 173
7.5 基于矩陣行列采樣的虛擬點光源光照貢獻求解 177
參考文獻 182
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