圖形顯示系統(tǒng)內(nèi)的光傳輸一致的場(chǎng)景簡(jiǎn)化的制作方法
【專利摘要】提供了圖形顯示系統(tǒng)內(nèi)的光傳輸一致的場(chǎng)景簡(jiǎn)化。方法包括向包括具有對(duì)象表面的對(duì)象的原始3-D場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線。方法還包括構(gòu)建原始3-D場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示以及調(diào)整簡(jiǎn)化表示為與原始3-D場(chǎng)景一致。簡(jiǎn)化表示通過(guò)使用從投射所獲得的對(duì)象表面交點(diǎn)和已知光線來(lái)調(diào)整，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。方法進(jìn)一步包括用于渲染高質(zhì)量圖像的步驟：向經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示投射第二多個(gè)光線以及測(cè)試第二多個(gè)光線用于經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)的與對(duì)象表面的交叉點(diǎn)、估計(jì)經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)的在與對(duì)象表面的交叉點(diǎn)處的傳入光、檢查對(duì)象表面的材料性質(zhì)以及計(jì)算與第二多個(gè)光線相關(guān)聯(lián)的用于多個(gè)像素的顏色和光強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】圖形顯示系統(tǒng)內(nèi)的光傳輸一致的場(chǎng)景簡(jiǎn)化
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)和與本申請(qǐng)同時(shí)提交的代理人案號(hào)為NVID-P-HE-12-0079-US1的專利申請(qǐng)“SURFACE CLASSIFICATION FOR POINT-BASED RENDERING WITHIN GRAPHICS DISPLAYSYSTEM”相關(guān)，本文通過(guò)援引的方式對(duì)其全文加以合并。
【背景技術(shù)】
[0003]基于光線跟蹤的光傳輸算法用于通過(guò)在場(chǎng)景內(nèi)投射光線來(lái)對(duì)三維場(chǎng)景和其照明進(jìn)行采樣。典型地，要求大量光線用于高質(zhì)量渲染，即具有可接受的噪聲級(jí)別。由于其復(fù)雜性，使用三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示來(lái)實(shí)施部分光照計(jì)算通常是有益的。使用標(biāo)準(zhǔn)k_最鄰近(k-nearest neighbor)搜索以適配光線端點(diǎn)的局部密度并且得出用于每一個(gè)的半徑來(lái)創(chuàng)建典型的簡(jiǎn)化表示。然而，雖然創(chuàng)建簡(jiǎn)化表示是快速并且自動(dòng)的，但是無(wú)法保證所獲得的簡(jiǎn)化表示準(zhǔn)確地表示原始三維場(chǎng)景。由于簡(jiǎn)化致使的場(chǎng)景誤表示(misrepresentation)可導(dǎo)致經(jīng)渲染圖像中的不需要的偽影(artifact)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，存在對(duì)于創(chuàng)建與原始三維場(chǎng)景一致并準(zhǔn)確表示原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化場(chǎng)景表示的計(jì)算機(jī)圖形方法的需求。
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形方法。經(jīng)計(jì)算機(jī)控制的方法包括向包括具有對(duì)象表面的對(duì)象的原始三維場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線。第一多個(gè)光線可在原始三維場(chǎng)景內(nèi)重新投射。方法還包括構(gòu)建原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示以及調(diào)整簡(jiǎn)化表示為與原始三維場(chǎng)景的初始采樣中所使用的第一多個(gè)光線一致。簡(jiǎn)化表示通過(guò)使用從投射所獲得的對(duì)象表面交點(diǎn)和已知光線來(lái)調(diào)整，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。方法進(jìn)一步包括用于渲染高質(zhì)量圖像的過(guò)程，包括:向所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示投射第二多個(gè)光線以及測(cè)試第二多個(gè)光線用于簡(jiǎn)化表示內(nèi)的與對(duì)象表面的交叉點(diǎn)、估計(jì)經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)的在與對(duì)象表面的交叉點(diǎn)處的傳入光、檢查對(duì)象表面的材料性質(zhì)以及計(jì)算與第二多個(gè)光線相關(guān)聯(lián)的用于多個(gè)像素的顏色和光強(qiáng)度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)示例而非限制的方式、在附圖中示出，并且其中相似的參考數(shù)字指代類似的元件。
[0007]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0008]圖2描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的原始三維場(chǎng)景和使用原始場(chǎng)景所投射的多個(gè)光線。
[0009]圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、具有位于多個(gè)光線的交點(diǎn)處的層片(splat)的原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示。
[0010]圖4描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、基于使用層片的逼近(approximation)的原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示。[0011]圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、其中層片收縮以消除偽(spurious)交點(diǎn)的原始三維場(chǎng)景的經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
[0012]圖6描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、基于使用經(jīng)收縮的層片的逼近的原始三維場(chǎng)景的經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
[0013]圖7描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、根據(jù)原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化模型渲染圖像的示例性計(jì)算機(jī)圖形方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)參考，其示例在附圖中示出。雖然結(jié)合接下來(lái)的實(shí)施例論述本發(fā)明，但應(yīng)理解其并不意圖將本發(fā)明只限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋可包括在如所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代、修改以及等同。此外，在本發(fā)明接下來(lái)的詳細(xì)描述中，闡述了大量具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解。然而，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下得以實(shí)踐。在其他實(shí)例中，未詳細(xì)描述公知的方法、過(guò)程、部件和電路以避免對(duì)本發(fā)明的各方面內(nèi)容造成不必要的混淆。
[0015]出于說(shuō)明目的，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“水平”指與對(duì)象的平面或表面平行的平面，而不關(guān)注其定向。術(shù)語(yǔ)“垂直”指與如剛才所定義的水平垂直的方向。術(shù)語(yǔ)諸如“在……上”、“在……下”、“在……底部”、“在……頂部”、“在……側(cè)”、“高于”、“低于”、“在……上面的”、“在……之上”和“在……之下”指的是關(guān)于水平平面而言。
[0016]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的部件，其提供執(zhí)行平臺(tái)用于某些基于硬件和基于軟件的功能性，具體來(lái)講，計(jì)算機(jī)圖形渲染和顯示能力。總而言之，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100包括系統(tǒng)板106，其包括至少一個(gè)中央處理單元(CPU) 102和系統(tǒng)存儲(chǔ)器104。CPU102可經(jīng)由橋接部件/存儲(chǔ)器控制器(未示出)耦連到系統(tǒng)存儲(chǔ)器104或可經(jīng)由CPU102內(nèi)部的存儲(chǔ)器控制器(未示出)直接耦連到系統(tǒng)存儲(chǔ)器104。
[0017]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100還包括圖形子系統(tǒng)114，其包括至少一個(gè)圖形處理單元(GPU)llO。例如，圖形子系統(tǒng)114可包括在圖形卡上。圖形子系統(tǒng)114可耦連到顯示器116。一個(gè)或多個(gè)附加GPUllO可以可選地耦連到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100以進(jìn)一步提高其計(jì)算能力。GPUllO可經(jīng)由通信總線108耦連到CPU102和系統(tǒng)存儲(chǔ)器104。GPUllO可實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立部件、設(shè)計(jì)為經(jīng)由連接器(例如AGP插槽、PC1-Express插槽等)|禹連到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的獨(dú)立圖形卡、獨(dú)立集成電路裸片(例如直接安裝在主板上)、或包括在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)芯片集部件的集成電路裸片(未示出)內(nèi)的集成GPU。此外，存儲(chǔ)器設(shè)備112可與GPUllO耦連用于高帶寬圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，例如幀緩沖區(qū)。在實(shí)施例中，存儲(chǔ)器設(shè)備112可以是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。電源單元(PSU)118可對(duì)系統(tǒng)板106和圖形子系統(tǒng)114提供電力。
[0018]CPU102和GPUllO也可集成到單個(gè)集成`電路裸片中并且CPU和GPU可共享諸如指令邏輯、緩沖區(qū)、功能單元等等的各種資源，或者可提供單獨(dú)資源用于圖形和通用操作。GPU可進(jìn)一步集成到核心邏輯部件中。因此，本文所描述為與GPUllO相關(guān)聯(lián)的任何或所有電路和/或功能性也可在適當(dāng)?shù)匮b配的CPU102中實(shí)現(xiàn)并由適當(dāng)?shù)匮b配的CPU102實(shí)施。此外，雖然本文的實(shí)施例可參考GPU，但應(yīng)注意的是，所描述的電路和/或功能性也可在其他類型的處理器內(nèi)(例如通用或其他專用協(xié)處理器)或CPU內(nèi)實(shí)現(xiàn)。[0019]系統(tǒng)100可實(shí)現(xiàn)為例如具有耦連到專用圖形渲染GPUl 10的強(qiáng)大的通用CPU102的臺(tái)式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或服務(wù)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在這種實(shí)施例中，可包括添加外圍總線、專用音頻/視頻部件、IO設(shè)備等的部件。類似地，系統(tǒng)100可實(shí)現(xiàn)為便攜式設(shè)備(例如手機(jī)、PDA等)、直播衛(wèi)星(DBS) /地面機(jī)頂盒或機(jī)頂視頻游戲控制臺(tái)設(shè)備，諸如例如可從華盛頓雷德蒙德市的Microsoft公司得到的Xbox?、或可從日本東京市的Sony計(jì)算機(jī)娛樂(lè)公司得到的
PlayStation3?。系統(tǒng)ioo還可實(shí)現(xiàn)為“片上系統(tǒng)”，其中計(jì)算設(shè)備的電子器件(例如部件
102、104、110、112等)全部包含在單個(gè)集成電路裸片內(nèi)。示例包括具有顯示器的手持儀器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、便攜式娛樂(lè)系統(tǒng)等。
[0020]圖2描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的原始三維計(jì)算機(jī)圖形場(chǎng)景200和使用原始場(chǎng)景200所投射的第一多個(gè)光線220。場(chǎng)景可在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中表示為存儲(chǔ)在其中的圖形數(shù)據(jù)。原始三維場(chǎng)景200是旨在由計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)?-D圖像用于圖像顯示的三維模型。原始三維場(chǎng)景200包括場(chǎng)景內(nèi)的對(duì)象222。在實(shí)施例中，圖像使用光線跟蹤來(lái)渲染，該光線跟蹤是用于通過(guò)跟蹤光穿過(guò)圖像平面中的像素的路徑并仿真其遭遇虛擬對(duì)象的效果來(lái)生成圖像的技術(shù)。
[0021]根據(jù)光線跟蹤圖形渲染，第一多個(gè)光線220投射向原始三維場(chǎng)景200內(nèi)的對(duì)象222。一旦投射，第一多個(gè)光線220可與對(duì)象222的表面相交224。第一多個(gè)光線220還可作為經(jīng)反射光線、經(jīng)發(fā)射光線或陰影光線在場(chǎng)景200內(nèi)重新投射數(shù)次。第一多個(gè)光線220的起點(diǎn)和端點(diǎn)的分布提供關(guān)于場(chǎng)景200幾何結(jié)構(gòu)的位置和定向的信息。
[0022]當(dāng)僅相對(duì)小數(shù)目的光線投射到原始三維場(chǎng)景200中時(shí)，產(chǎn)生的經(jīng)渲染圖像典型地是低質(zhì)量的。典型地，要求大量光線用于高質(zhì)量渲染以例如將噪聲降低到合理級(jí)別。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一多個(gè)光線可從對(duì)象222反射或折射出來(lái)，在原始三維場(chǎng)景200內(nèi)產(chǎn)生附加光線。在另一個(gè)實(shí)施例中，更多光線可能需要以重新投射到原始三維場(chǎng)景200中。
[0023]在第一多個(gè)光線220投射向?qū)ο?22之后，構(gòu)建原始三維場(chǎng)景200的簡(jiǎn)化表示。
[0024]圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、具有位于第一多個(gè)光線220的交點(diǎn)224處的多個(gè)層片326的原始三維場(chǎng)景200的簡(jiǎn)化表示。層片326位于光線端點(diǎn)的切面上，其中第一多個(gè)光線220與對(duì)象222相交224。在實(shí)施例中，層片326是光線端點(diǎn)的切面上的圓。在其他實(shí)施例中，層片326可以是橢圓、用剪切線增大的圓、或其他形狀。
[0025]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)k-最鄰近搜索以適配第一多個(gè)光線220的交點(diǎn)224的局部密度并且得出用于每一個(gè)的半徑來(lái)形成層片326。k-最鄰近搜索在本領(lǐng)域中是眾所周知的。結(jié)果是原始三維場(chǎng)景200幾何結(jié)構(gòu)的依照位于光線端點(diǎn)的切面上的層片326的逼近。
[0026]層片326在層片-光線交點(diǎn)328處與第一多個(gè)光線220相交。因?yàn)閷悠?26與多個(gè)光線220相交，所以層片沒(méi)有準(zhǔn)確地逼近原始三維場(chǎng)景200。
[0027]雖然該放置層片326的方法典型地是快速并且自動(dòng)的，但不保證所獲得的原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示準(zhǔn)確地表示原始三維場(chǎng)景。因此，簡(jiǎn)化表示可能不適合高質(zhì)量渲染。
[0028]圖4描繪根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、基于使用層片326的逼近的原始三維場(chǎng)景(圖2)的簡(jiǎn)化表示400。圖4類似于圖3，區(qū)別是其僅示出放置在光線端點(diǎn)的切面上的層片326。如圖4中可見(jiàn)，層片沒(méi)有準(zhǔn)確地逼近原始三維場(chǎng)景200。在簡(jiǎn)化表示400中，在原始三維場(chǎng)景200中未閉合的一些光線220將與對(duì)象222 (圖2)相交的情況是可能的。本發(fā)明的實(shí)施例調(diào)整簡(jiǎn)化表示400以準(zhǔn)確地逼近原始三維場(chǎng)景200，如下文所述。
[0029]應(yīng)理解的是，簡(jiǎn)化表示400可使用多邊形網(wǎng)格或三角網(wǎng)格來(lái)表示。
[0030]圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、其中層片430收縮以消除偽交點(diǎn)328(圖3)的原始三維場(chǎng)景200的經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。如先前所述，因?yàn)閷悠?26與第一多個(gè)光線220相交，所以層片沒(méi)有準(zhǔn)確地逼近原始三維場(chǎng)景200。
[0031]簡(jiǎn)化表示400 (圖4)經(jīng)調(diào)整以與從投射第一多個(gè)光線220中所獲得的原始輸入采樣一致。如果向簡(jiǎn)化表示400 (圖4)投射第一多個(gè)光線220和向原始三維場(chǎng)景200投射第一多個(gè)光線220得到與對(duì)象222的表面的相同的交叉點(diǎn)，那么經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示是一致的。
[0032]通過(guò)跟蹤曾用來(lái)獲得針對(duì)簡(jiǎn)化表示400 (圖4)的輸入采樣的光線以及通過(guò)將層片326 (圖3)收縮到層片-光線交點(diǎn)328，構(gòu)建經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。通過(guò)將每個(gè)層片326 (圖3)的半徑修改為小于偽交點(diǎn)和層片326 (圖3)的原始點(diǎn)之間的距離，層片326 (圖3)可以收縮。收縮層片326 (圖3)得到經(jīng)調(diào)整的層片430。由于從初始采樣中可知第一多個(gè)光線220是暢通無(wú)阻的直到至少層片-光線交點(diǎn)328為止，所以可以微調(diào)簡(jiǎn)化表示400 (圖4)，產(chǎn)生準(zhǔn)確地表示原始三維場(chǎng)景200的經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
[0033]圖6描繪根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、基于使用經(jīng)收縮的層片430的逼近的原始三維場(chǎng)景200 (圖2)的經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示600。圖6類似于圖5，區(qū)別是其僅示出收縮自原始位于光線端點(diǎn)的切面上的層片326 (圖3)的經(jīng)收縮的層片430。如圖6中可見(jiàn)，由于不再有任何偽交點(diǎn)328 (圖3)，所以層片準(zhǔn)確地逼近原始三維場(chǎng)景200。
[0034]層片的收縮致使逼近質(zhì)量的大幅改進(jìn)并且使其適合高質(zhì)量渲染。與在原始三維場(chǎng)景200表示(見(jiàn)圖5描述)中相比，所有原始光線命中經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化模型600的相同的位置。在經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示600上實(shí)施渲染操作得到與在原始三維場(chǎng)景200上實(shí)施渲染操作大致類似的結(jié)果。
[0035]圖7描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、根據(jù)原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化模型渲染圖像的計(jì)算機(jī)控制的示例性方法的流程圖700。流程圖700的計(jì)算機(jī)控制的方法可在圖1的系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)。在塊702中，向包括具有對(duì)象表面的對(duì)象的原始三維場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線。
[0036]例如，在圖2中，向原始三維場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線。原始三維場(chǎng)景包括具有表面的對(duì)象。第一多個(gè)光線在對(duì)象表面處與對(duì)象相交。
[0037]在圖7的塊704中，構(gòu)建原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示?？赏ㄟ^(guò)使用k-最鄰近搜索以適配用于第一多個(gè)光線的端點(diǎn)的局部密度來(lái)構(gòu)建簡(jiǎn)化表示。隨后針對(duì)第一多個(gè)光線中的每一個(gè)得出半徑，并且依照第一多個(gè)光線的端點(diǎn)的切面上的層片創(chuàng)建原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表
/Jn ο
[0038]例如，在圖3中，使用第一多個(gè)光線的端點(diǎn)的切面上的層片創(chuàng)建原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示。簡(jiǎn)化表示是原始三維場(chǎng)景的逼近。
[0039]在圖7的塊706中，通過(guò)使用從投射所獲得的對(duì)象表面交點(diǎn)和已知光線來(lái)將簡(jiǎn)化表示調(diào)整為與原始三維場(chǎng)景一致。結(jié)果是經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。通過(guò)調(diào)整簡(jiǎn)化表示使得向簡(jiǎn)化表示投射第一多個(gè)光線和向原始三維場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線得到與對(duì)象表面的相同的交叉點(diǎn)，使經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示與原始三維場(chǎng)景一致。
[0040]通過(guò)跟蹤針對(duì)簡(jiǎn)化表示的第一多個(gè)光線以及將與第一多個(gè)光線相交的多個(gè)層片收縮，創(chuàng)建經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。例如，在圖5中，簡(jiǎn)化表示經(jīng)調(diào)整以通過(guò)將多個(gè)層片收縮到第一多個(gè)光線與多個(gè)層片的交點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
[0041]在創(chuàng)建簡(jiǎn)化表示和對(duì)其進(jìn)行調(diào)整以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示之后，經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示可用于高質(zhì)量圖像渲染。在塊708中，第二多個(gè)光線向經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示投射并經(jīng)測(cè)試用于經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)的與對(duì)象表面的交叉點(diǎn)。在塊710中，估計(jì)在經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)、在與對(duì)象表面的交叉點(diǎn)處的傳入光。在塊712中，檢查對(duì)象表面的材料性質(zhì)。在塊714中，用于多個(gè)像素的顏色和光強(qiáng)度與第二多個(gè)光線相關(guān)聯(lián)?？蛇x地，塊714的結(jié)果可顯示在顯示屏上。
[0042]在前述說(shuō)明書中，已參考可從實(shí)現(xiàn)方案到實(shí)現(xiàn)方案改變的大量具體細(xì)節(jié)描述本發(fā)明的實(shí)施例。因此，由 申請(qǐng)人:所意圖的、本發(fā)明的內(nèi)容的唯一排他的表示是本申請(qǐng)中所公布的權(quán)利要求的集合，該權(quán)利要求以包括任何后續(xù)修正的具體形式公布。因此，在權(quán)利要求中未明確敘述的限制、元素、性質(zhì)、特征、優(yōu)點(diǎn)或?qū)傩圆粦?yīng)以任何方式限制這種權(quán)利要求的范圍。因此，說(shuō)明書和附圖視為說(shuō)明性的而非限制性意義。
[0043]前述的描述，出于解釋的目的，已參考特定實(shí)施例進(jìn)行描述。然而，上述說(shuō)明性的論述不旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開(kāi)的明確形式上。鑒于以上教導(dǎo)，許多修改和變形是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種計(jì)算機(jī)圖形實(shí)現(xiàn)的方法，包括: 向包括具有對(duì)象表面的對(duì)象的原始三維場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線，其中所述第一多個(gè)光線可在所述原始三維場(chǎng)景內(nèi)重新投射； 構(gòu)建所述原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示；以及 通過(guò)使用從所述投射所獲得的對(duì)象表面交點(diǎn)和已知光線來(lái)調(diào)整所述簡(jiǎn)化表示為與所述原始三維場(chǎng)景一致，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 向所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示投射第二多個(gè)光線以及測(cè)試所述第二多個(gè)光線用于所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)的與所述對(duì)象表面的交叉點(diǎn)； 估計(jì)在所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)、在與所述對(duì)象表面的所述交叉點(diǎn)處的傳入光； 檢查所述對(duì)象表面的材料性質(zhì)；以及 計(jì)算與所述第二多個(gè)光線相關(guān)聯(lián)的用于多個(gè)像素的顏色和光強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述構(gòu)建包括: 使用k-最鄰近搜索以適配用于所述第一多個(gè)光線的端點(diǎn)的局部密度； 得出用于所述第一多個(gè)光線的每一個(gè)的半徑；以及 依照所述端點(diǎn)的切面上的多個(gè)層片創(chuàng)建所述原始三維場(chǎng)景的逼近。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述調(diào)整進(jìn)一步包括: 跟蹤針對(duì)所述簡(jiǎn)化表示的所述第一多個(gè)光線；以及 收縮與所述第一多個(gè)光線相交的所述多個(gè)層片以產(chǎn)生所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示通過(guò)以下操作與所述原始三維場(chǎng)景一致:調(diào)整所述簡(jiǎn)化表示，使得向所述簡(jiǎn)化表示投射所述第一多個(gè)光線和向所述原始三維場(chǎng)景投射所述第一多個(gè)光線得到與所述對(duì)象表面的相同的交叉點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示用于計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)中的高質(zhì)量圖像渲染。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中使用所述三維場(chǎng)景的所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示的所述渲染的結(jié)果大致類似于通過(guò)使用所述原始三維場(chǎng)景渲染的結(jié)果。
8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，如果所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所執(zhí)行那么使所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施光線跟蹤的方法，所述方法包括: 向包括具有對(duì)象表面的對(duì)象的原始三維場(chǎng)景投射第一多個(gè)光線，其中所述第一多個(gè)光線可在所述原始三維場(chǎng)景內(nèi)重新投射； 構(gòu)建所述原始三維場(chǎng)景的簡(jiǎn)化表示；以及 通過(guò)使用從所述投射所獲得的對(duì)象表面交點(diǎn)和已知光線來(lái)調(diào)整所述簡(jiǎn)化表示為與所述原始三維場(chǎng)景一致，以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述方法進(jìn)一步包括: 向所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示投射第二多個(gè)光線以及測(cè)試所述第二多個(gè)光線用于所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)的與所述對(duì)象表面的交叉點(diǎn)； 估計(jì)在所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示內(nèi)、在與所述對(duì)象表面的所述交叉點(diǎn)處的傳入光； 檢查所述對(duì)象表面的材料性質(zhì)；以及計(jì)算與所述第二多個(gè)光線相關(guān)聯(lián)的用于多個(gè)像素的顏色和光強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述構(gòu)建進(jìn)一步包括: 使用k-最鄰近搜索以適配用于所述第一多個(gè)光線的端點(diǎn)的局部密度； 得出用于所述第一多個(gè)光線的每一個(gè)的半徑；以及 依照所述端點(diǎn)的切面上的多個(gè)層片創(chuàng)建所述原始三維場(chǎng)景的逼近。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述調(diào)整進(jìn)一步包括: 跟蹤針對(duì)所述簡(jiǎn)化表示的所述第一多個(gè)光線；以及 收縮與所述第一多個(gè)光線相交的所述多個(gè)層片以產(chǎn)生所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示通過(guò)以下操作與所述原始三維場(chǎng)景一致:調(diào)整所述簡(jiǎn)化表示，使得向所述簡(jiǎn)化表示投射所述第一多個(gè)光線和向所述原始三維場(chǎng)景投射所述第一多個(gè)光線得到與所述對(duì)象表面的相同的交叉點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示用于計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)中的高質(zhì)量圖像渲染。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中使用所述三維場(chǎng)景的所述經(jīng)調(diào)整的簡(jiǎn)化表示的所述渲染的結(jié)果大致類似于通過(guò)使用所述原始三維場(chǎng)景渲染的結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06T15/50GK103578132SQ201310305613
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】蒂莫·奧斯卡伊·艾拉, 亞科·塔帕尼·萊蒂恩, 薩穆利·馬蒂亞斯·萊內(nèi) 申請(qǐng)人:輝達(dá)公司