导读:本文包含了实时全局光照论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:实时渲染,全局光照,基于图像的光照,环境贴图
实时全局光照论文文献综述
汪诗豪[1]（2019）在《实时渲染中全局光照算法的设计与实现》一文中研究指出计算机图形学中最热门的研究方向之一就是全局光照技术,全局光照能给虚拟场景带来极大的真实感和沉浸感。如何在实时渲染中实现全局光照,尽可能还原真实的光照信息,不仅依赖计算机硬件的进步,也需要光照算法效率的提高。这对于所有图形学研究者来说都是亟待解决的挑战。本文针对实时渲染中的全局光照技术进行了系统的研究。首先分析了目前常用的几种全局光照算法,比较了它们的性能与效果上的优点与不足,以及在不同场景下的适用性,并说明了其在实时渲染中应用的可行性。通过分析实时渲染中对光照效果的要求与性能的限制,以基于图像的光照技术和基于物理的渲染理论为基础,结合多种图像增强的技术如伽马校正、HDR等,在Windows环境下使用C++和OpenGL实现了在目前主流PC上能高效运行的实时全局光照算法。该算法能够很好地融入现有的光栅化渲染管线,同时兼顾较好的光照效果和较高的运行效率。最后通过实验测试和对比了算法所实现的光照效果,本算法在以真实场景为背景渲染虚拟物体时不仅实现了非常不错的光影效果,而且在较为复杂的场景下能够满足实时渲染对画面帧率的要求。此外笔者还通过分析算法的渲染流程并结合统计学的方法,对其预计算部分做了一定的改进,使算法在速度上得到明显提升,更能满足低端硬件的要求。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-30）
高涛[2]（2019）在《基于辐射度和光探测器的动态实时全局光照算法的研究》一文中研究指出全局光照一直都是实时绘制领域中一个非常热门的话题。在过去有非常多的相关研究,由于硬件性能的限制,计算出来的全局光照是对真正的全局光照的近似,有比较多的限制,比如光源或者物体必须是静态的。同时在实际应用中,全局光照算法会带来比较大的性能压力。PRT预计算的方法是预计算场景中的光线传输路径,把渲染方程中的光照函数与光线传输的解耦合,可以预先计算光线传输路径大大减少实时绘制时的全局光照的计算量。本文也介绍了一种动态实时全局光照算法,本文的算法可以支持场景中光源实时动态改变,物体动态移动,算法理论基础依据PRT的预计算思想,预计算光线在场景中的传输路径。预计算的部分分为叁部分,分别是静态场景中内部的光线传输路径用于计算静态场景的全局光照效果,静态场景对光探测器的光线传输路径用于计算场景中动态物体的全局光照,以及动态物体的对外的光线传输路径用于动态物体对静态场景的光场信息。其中第一步和第二步中的光线传输路径依据辐射度的原理计算,第叁步用数据拟合的方式计算。然后在绘制的时候通过这叁个光线传输路径实时依次计算出场景中静态场景的全局光照,动态物体的环境光照以及它们之间的辉映效果。本文的算法在室内有非常强的表现能力。只有当场景的光源发生改变时,才需要实时的计算场景中的全局光照信息,反之可以用正常的绘制流水线绘制场景,性能代价非常小。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-03-10）
刘畅,贾金原,陆一凡,张乾,赵磊[3]（2019）在《光图树：Web3D动态场景全局光照的协同实时渲染》一文中研究指出针对于网页虚拟现实环境下的动态光照,在协同式实时渲染系统的基础上提出了一套集预存储、调度及优化为一体的协同实时渲染机制。该机制协助渲染系统在云端构建了基于视点信息的八叉树预存储结构"光图树"以保存和组织光照渲染信息。借助"光图树"以及用户的输入行为,机制引入了基于热度信息的光图组调度算法以提升渲染系统的传输效率。Web3D应用的测试结果表明本机制不但能够高效梳理数以千记的全局光照贴图,而且可以协助协同式实时渲染系统对动态场景光照加速重建。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2019年08期）
陶成之[4]（2018）在《混合现实中的实时全局光照技术研究》一文中研究指出混合现实技术是一种将虚拟信息和现实世界信息融合为目的的技术,它和增强现实、虚拟现实技术密不可分。虚拟现实技术近年来的普及,也带动了人们对混合现实技术的关注,许多研究人员也开始参与到这项技术的发展中。由于该技术涉及到多种因素,所以研究范围十分广,涉及到人机交互、计算机图形、计算机视觉、信息可视化、传感器等。但是现今对于混合现实的研究中光照问题的处理比较少,而主要集中在研究跟踪定位和虚拟对象交互上。对光照问题的缺乏处理,从而导致目前混合现实应用渲染出来的虚拟物体普遍没有任何对现实光照条件的重构,显示出和背景现实世界环境很明显的明暗区别。本论文采用了当前应用较为广泛的实时全局光照渲染系统体素锥追踪技术,提出了一个在混合现实中应用全局光照渲染的方案。体素锥追踪技术首先从直接光源将场景网格模型进行光照,将一次辐射存入由八叉树索引的体素结构。然后对该体素结构中的数据进行过滤,将最底层的辐射值逐层过滤到八叉树的上层中。最后从摄像机视角利用锥追踪采样场景的光照,实现全局光照效果。之后本文再利用这个体素锥追踪技术来实现混合现实中的全局光照渲染,利用该渲染算法场景无关的高效性和对间接光照的处理来实现实时的帧率和较高的真实度。本文工作在于:1)对于虚拟物体投射阴影到现实场景的问题,本文利用没有虚拟物体的场景光照和有虚拟物体的场景光照,用二者的辐射差值来渲染现实场景中的阴影。2)针对虚拟物体与背景环境的融合性问题,提出了从背景图像中提取出环境贴图并应用到锥追踪中的方法。3)给出了一个基于单镜头应用全局光照渲染的混合现实方案,增强了虚拟对象的真实感,达到了反应周围场景图像的效果。经过实验结果分析,本论文的混合现实方案能够让虚拟物体动态反应周围物体的变化,模拟出了类似镜面反射材质所表现出的效果,与DVCT方法相比提升了对不同光泽度表面的适应性,在各个材质下体现出的融合效果也相比不考虑环境映射的方法更好。并且达到了40左右的帧率,有着很好的实时性。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-25）
袁璐[5]（2018）在《基于立即辐射度的实时全局光照算法》一文中研究指出立即辐射度算法作为全局光照模拟的重要算法之一,在计算机图形学研究中受到广泛的关注,然而目前大部分基于立即辐射的算法都是离线渲染的。随着计算机硬件的发展,立即辐射度算法实时化已经成为一种趋势。通过图形渲染管线计算虚拟点光源,并用Lightcuts算法裁剪后的光源进行延迟着色光照计算,可实现性能较好的实时全局光照效果。(本文来源于《现代计算机(专业版)》期刊2018年02期）
王芳,秦磊华[6]（2016）在《基于BRDF和GPU并行计算的全局光照实时渲染》一文中研究指出基于光线追踪,将屏幕图像像素分解为投射光线与场景对象交点面片辐射亮度和纹理贴图的合成,每个面片的辐射亮度计算基于双向反射分布函数(BRDF)基的线性组合,并通过图形处理器(GPU)处理核心并行绘制进行加速,最后与并行计算的纹理映射结果进行合成。提出了一种基于BRDF和GPU并行计算的全局光照实时渲染算法,利用GPU并行加速,在提高绘制效率的前提下,实现动态交互材质的全局光照实时渲染。重点研究:对象表面对光线的多次反射用BRDF基的线性组合来表示,将非线性问题转换为线性问题,从而提高绘制效率;利用GPU并行加速,分别计算对象表面光辐射能量和纹理映射及其线性组合,进一步提高计算效率满足实时绘制需求。(本文来源于《图学学报》期刊2016年05期）
查雁南[7]（2016）在《运用实时全局光照打造灯光模拟仿真软件》一文中研究指出VR开发引擎借助于VR在娱乐行业的迅猛发展变得更加高端和智能化。新的VR引擎里增加了更多可调节参数的实时全局光照系统,其效果更加贴近于现实的PBR材质系统。借助这些新的技术,开发者就可以开发出满足各种教学需求的次时代仿真教学软件。文章主要介绍如何运用新一代Unity5引擎打造灯光模拟仿真软件。(本文来源于《计算机时代》期刊2016年06期）
张泉[8]（2016）在《实时全局光照渲染研究》一文中研究指出真实感绘制技术作为计算机图形学的一个重要组成部分,致力于使用计算机对现实世界进行准确模拟,将叁维场景渲染成非常真实的图像。计算机渲染的图像的真实感很大程度上是由其采用的光照模型决定的。全局光照模型相比于局部光照模型不仅包括从光源发出的直接光照的作用,还需考虑场景物体间反射和折射等间接光照的因素,因此渲染的结果要远优于局部光照。能实现真实光照效果的全局光照渲染技术吸引了国内外众多学者的关注和研究。作为全局光照渲染技术的重要方法,光线跟踪相比于其他全局光照算法是完全按照光学原理来进行光照的处理和渲染的,从理论上具有更优越的真实性。然而传统的光线跟踪算法需要处理和计算的光线数量过于巨大,使得完全模拟全局光照的光线跟踪很难应用于游戏和虚拟现实等实时渲染领域。光线跟踪的加速结构能有效降低光线跟踪中光线与物体求交这一性能瓶颈的计算次数,从而提升性能。目前加速结构有以KD树为代表的空间加速结构和以BVH(层次包围盒)为代表的层次加速结构,其中BVH更适用于动态场景,且易于在GPU上实现。本文的研究目标为在保持较高渲染质量的前提下,通过对现有光线跟踪加速结构进行进一步地研究和改进,并基于NVIDIA的OptiX光线跟踪引擎的GPU高性能,实现全局光照渲染实时性的提升。本文的主要工作和成果为:对近年BVH加速结构的代表性改进方法SBVH和LBVH进行了重点研究,基于LBVH的快速GPU构建算法,结合SBVH方法的叁角面分割思路,并对BVH的结构进行优化,得到了兼有LBVH的快速构建和SBVH高质量遍历性能优点的改进BVH方法。该方法在接近LBVH的构建速度的同时,达到了SBVH约90%的遍历性能,在中等和小型规模的动态场景中,可以取得更优的性能。基于OptiX引擎设计出光线跟踪的GPU可编程渲染管线,基于此可编程管线可以实现其他基于光线跟踪的全局光照方法;实现了一款基于光线跟踪的全局光照渲染器,支持多种材质,实验表明其渲染质量不弱于基于CPU的Mitsuba渲染器,且渲染速度平均约为其7倍,对于中小规模的场景,可达到交互式或实时的级别。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2016-05-01）
黄杨昱[9]（2015）在《基于实时全局光照的3D绘制引擎研究和开发》一文中研究指出最近几年,随着虚拟现实、3D仿真、3D电影和3D游戏等产业的蓬勃发展,人们开始研究如何高效制作绚丽逼真的3D图形效果,越来越多的3D绘制引擎如雨后春笋般浮现。目前,国外3D绘制引擎技术的水平要远远高于国内的水平,3D绘制引擎的研究对国内日益增长的3D应用需求意义深远。本文的核心研究内容是支持GPU光栅化实时全局光照算法的3D绘制引擎技术和应用,可以将其分为叁个主要部分。一、本文设计并实现了一个扩展性和兼容性良好的3D绘制引擎HarryGE,该引擎框架包括资源管理器、场景管理器、场景编辑器和场景渲染器。资源管理器的主要作用是管理从外部硬盘导入的如模型、材质和纹理等各类资源文件；场景管理器的主要作用是规划和管理各个场景的元素实例；场景编辑器主要的主要工作是编辑各类元素实例的属性；场景渲染器是本文引擎的核心模块,它主要负责渲染每个场景中的元素实例,本文使用OpenGL/GLSL编程语言调用图形显卡渲染管线以实现渲染过程。除此之外,本文在HarryGE引擎框架上添加了各类3D渲染功能和效果,包括模型及其纹理材质导入和渲染、模型骨骼动画、随机地形生成、天空盒渲染、3D文字显示、3D声音播放、烟雾及粒子系统效果、多摄像机漫游和全局光照效果等。二、本文提出了基于GPU光栅化的光线和场景求交算法UGAB,该算法使用一个稀疏的均匀网格和叁个精确的A-Buffer表示整个场景,然后利用3D-DDA线段扫描算法让光线在上述场景表示中跟踪相交物体,从而实现基于GPU的快速精确求交。除此之外,本文利用该算法提出了一个基于光栅化的光线跟踪框架,并基于该架构实现了各类常见的全局光照算法,譬如Ray casting、Whitted ray tracing(阴影、反射和折射)、AO和Path tracing。实验结果说明本文的光线跟踪算法UGAB能达到与Optix近似的精度,它相比基于均匀网格UG的光线跟踪算法使用更少显存获得更快求交速度,它相比基于稀疏体素八叉树SVO的光线跟踪算法能避免大量迭代运算而获得更高求交精度,该算法结合了UG和LDI算法的优缺点,它具有较高求交精度和较低存储消耗的特性。叁、本文将该3D渲染引擎应用到人群疏散场景的仿真中,先提出了基于RVO改进的全局路径规划人群疏散算法,该算法分为局部碰撞避免和全局路径规划两部分,局部碰撞避免这部分本文使用的方法是RVO相对速度障碍物,全局路径规划这部分本文使用的方法是KD-Tree对场景空间划分,然后结合SPFA计算个体逃离疏散场景的最优路径。在改进的人群疏散算法基础上,本文先使用HarryGE引擎的编辑器将场景和人群个体模型初始化摆放在相应位置,然后使用实时计算出来的个体位置和速度数据传入引擎实现人群的更新。人群疏散算法的3D仿真结果说明了HarryGE引擎的实用性。综上所述,本文实现了一个基于实时全局光照效果的3D绘制引擎,为了验证引擎的实用性,本文将该绘制引擎应用于各类真实感3D场景的渲染中,其中包括人群疏散场景的仿真。(本文来源于《北京化工大学》期刊2015-06-01）
马存锁[10]（2015）在《基于全局光照算法的实时渲染组件研究与应用》一文中研究指出随着计算机图形处理性能的提高,叁维实时渲染技术逐渐深入到人们生活和工作的各个方面。数字娱乐、建筑设计、城市规划、视景访真等众多应用领域对实时渲染提出了越来越高的要求。其中,真实感作为各个领域对实时渲染技术最普遍的要求,成为计算机图形学领域的重要主题。目前的家用级图形加速卡已经可以实时绘制数百万叁角形组成的复杂场景,并且能够利用可编程图形处理器(GPU)完全实时的进行局部光照的计算和显示。为了进一步提高真实感,全局光照算法成为了最重要的技术手段之一。和部分光照算法不同,除了分析光的源头和物体之间的直接互动,还要分析全部光照包括光之间的能量转移的时间分布在任何表面上的光。目前,已经有多款用于生成静态效果图的离线渲染器提供了基于全局光照的光能传递引擎。但是,由于算法的时间和空间复杂度过高,在当前的PC硬件下还没有任何系统能够完全实时的完成全局光照的计算和渲染。本课题的研究目的在于开发一套可重用的实时渲染组件,为各种实时渲染系统提供全局照明算法支持。本课题的目标并不是要实现完全实时的全局光照计算,而是要提供一套完整的方案将离线计算的结果用于实时渲染。最终的渲染组件将能够独立的完成全局光照计算,并将计算结果应用到实时渲染系统中,从而实现全局照明场景的实时绘制。(本文来源于《电子科技大学》期刊2015-03-25）
实时全局光照论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
全局光照一直都是实时绘制领域中一个非常热门的话题。在过去有非常多的相关研究,由于硬件性能的限制,计算出来的全局光照是对真正的全局光照的近似,有比较多的限制,比如光源或者物体必须是静态的。同时在实际应用中,全局光照算法会带来比较大的性能压力。PRT预计算的方法是预计算场景中的光线传输路径,把渲染方程中的光照函数与光线传输的解耦合,可以预先计算光线传输路径大大减少实时绘制时的全局光照的计算量。本文也介绍了一种动态实时全局光照算法,本文的算法可以支持场景中光源实时动态改变,物体动态移动,算法理论基础依据PRT的预计算思想,预计算光线在场景中的传输路径。预计算的部分分为叁部分,分别是静态场景中内部的光线传输路径用于计算静态场景的全局光照效果,静态场景对光探测器的光线传输路径用于计算场景中动态物体的全局光照,以及动态物体的对外的光线传输路径用于动态物体对静态场景的光场信息。其中第一步和第二步中的光线传输路径依据辐射度的原理计算,第叁步用数据拟合的方式计算。然后在绘制的时候通过这叁个光线传输路径实时依次计算出场景中静态场景的全局光照,动态物体的环境光照以及它们之间的辉映效果。本文的算法在室内有非常强的表现能力。只有当场景的光源发生改变时,才需要实时的计算场景中的全局光照信息,反之可以用正常的绘制流水线绘制场景,性能代价非常小。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
实时全局光照论文参考文献
[1].汪诗豪.实时渲染中全局光照算法的设计与实现[D].北京邮电大学.2019
[2].高涛.基于辐射度和光探测器的动态实时全局光照算法的研究[D].浙江大学.2019
[3].刘畅,贾金原,陆一凡,张乾,赵磊.光图树：Web3D动态场景全局光照的协同实时渲染[J].系统仿真学报.2019
[4].陶成之.混合现实中的实时全局光照技术研究[D].东南大学.2018
[5].袁璐.基于立即辐射度的实时全局光照算法[J].现代计算机(专业版).2018
[6].王芳,秦磊华.基于BRDF和GPU并行计算的全局光照实时渲染[J].图学学报.2016
[7].查雁南.运用实时全局光照打造灯光模拟仿真软件[J].计算机时代.2016
[8].张泉.实时全局光照渲染研究[D].武汉理工大学.2016
[9].黄杨昱.基于实时全局光照的3D绘制引擎研究和开发[D].北京化工大学.2015
[10].马存锁.基于全局光照算法的实时渲染组件研究与应用[D].电子科技大学.2015