[发明专利]基于球面分段常数基函数的动态场景实时绘制方法

权利要求书

1.基于球面分段常数基函数的动态场景实时绘制方法，其特征 在于包括下列步骤：在计算机上运用基函数进行绘制积分的化简；区 域分解；预处理；实时光影计算；

所述基函数的表达为分段常数函数，将球面定义域分成若干区 域，每个区域内，定义一个值为常数的基函数；

所述积分为E(x,ω0)=∫SL(ω)ρ(x,ω,ω0)V(x,ω)ΠjVOj(x,ω)dω;]]>其中，x为 对应顶点，L为环境光函数，ρ为BRDF材质函数，V为可见性函数， V_O为遮挡可见性函数；E(x，ω₀)为在点x处往ω₀方向的颜色值，S为单 位球面，ω₀为出射方向，ω为光源采样方向；

所述环境光函数、可见性函数和BRDF材质函数均采用分段常数 函数的表达，每一点的颜色值通过三种函数的对应系数的多次相乘计 算得到，即E(x,ω0)≈Σi|Si|(liρx,ω0,ivx,iΠjvOj,x,i),]]>其中，i为区域的索引，|S_i| 为第i个区域的面积，l_i为环境光函数系数，为BRDF材质函数系 数，v_x，i为自可见性函数系数，为第j个遮挡可见性函数系数；

所述区域分解步骤使用自底向上合并区域的优化方法，优化的目 标是使得总体误差最小，总体误差为所有区域的误差之和，其中，每 个区域S_i的误差定义为：其中，|S_i|为区域S_i的面积； 为在区域S_i内环境光强的平均值，同时，也是环境光 源函数的系数，其中，为环境光强L(ω)在区域S_i的方差，选取的标 准是，每次选取这样的两个相连的区域合并，使得合并之后带来的总 体误差最小，在优化总体误差的同时，环境光源函数的对应系数l_i也 就计算得到。