[发明专利]一种大规模室外场景的阴影绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，特别是涉及一种大规模室外场景的阴影绘制方法。

背景技术

渲染场景时，阴影是很重要的一部分，没有阴影的场景看起来很不真实。阴影可以给出有关场景的信息，物体间的空间关系以及光源的位置信息。最近几年，阴影图一直是比较流行的阴影渲染算法。

阴影图算法是一种基于图像采样技术的阴影生成算法，该算法的过程是对场景进行两遍绘制：

1)以光源作为视点绘制场景，将深度信息存储在一幅深度纹理中；

2)从真实视点角度，以常规方式绘制场景。对于每一个绘制点，计算其在光源裁剪空间中的深度值，为描述方便此深度值记为D2，并将此深度值与第一遍绘制后生成的纹理图中相应的深度值D1做比较：若D2＞D1，则表示该点与光源之间还有其他物体，该点位于阴影中；否则，当前点不在阴影中。阴影图算法与图像相关，因此不可避免地产生边缘走样等问题。此外，阴影的质量与阴影图的分辨率相关，当分辨率较低时，阴影质量很差。因此能否对阴影图算法进行改进，解决以上弊端，成为了本领域技术人员的研究的新的方向。

因而，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何找到一种占用内存的空间小而且快速的大规模室外场景的阴影绘制方法。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种大规模室外场景的阴影绘制方法，该方法是一种占用内存的空间小而且快速的大规模室外场景的阴影绘制方法。

为了解决上述问题，本发明公开了一种大规模室外场景的阴影绘制方法，包括：

将视截体按照深度值进行划分，获得视截体的分割单元；

对光截体进行划分，获得光截体的四棱锥的划分单元；

对阴影图进行渲染，获得阴影图的渲染效果图；

对大规模室外场景的整个场景进行渲染，获得大规模室外场景的整个场景的渲染效果图。

优选的，所述将视截体按照深度值进行划分，获得视截体的分割单元的步骤，包括：

采用对数分割方式和平均分割方式相结合的方式，将视截体按照深度值进行划分，获得视截体的分割单元。

优选的，所述采用对数分割方式和平均分割方式相结合的方式的步骤，包括：

通过公式C₁＝(C_i^log+C_i^uniform)/2         (I)来采用对数分割方式和平均分割方式相结合的方法；

其中，C_i^log表示采用对数分割方式确定分割点的位置，C_i^uniform表示采用平均分割方式确定分割点的位置，Ci表示采用对数分割方式和采用平均分割方式二者取均值所确定的分割点。

优选的，所述采用对数分割方式和平均分割方式相结合的方式的步骤，包括：

所述利用分割方式确定分割位置后，对近处和远处的分割体依据距离远近都能产生合适的采样密度，获得高精度的场景渲染效果图。

优选的，所述对光截体进行划分，获得光截体的四棱锥的划分单元的步骤，包括：

通过计算沿着坐标轴方向排列的包围盒与光截体求交集，来对光截体进行划分，获得光截体的四棱锥的划分单元。

优选的，所述对阴影图进行渲染，获得阴影图的渲染效果图的步骤，包括：

将光截体进行划分，获得光截体的若干分割单元；

在局部光源空间中对每个视截体进行渲染，获得阴影图的渲染效果图。

优选的，所述对大规模室外场景的整个场景进行渲染，获得大规模室外场景的整个场景的渲染效果图的步骤，包括：

将上述获得的阴影图的渲染效果图加入到虚拟环境中，获得大规模室外场景的整个场景的渲染效果图。

优选的，所述将上述获得的阴影图的渲染效果图加入到虚拟环境中，获得大规模室外场景的整个场景的渲染效果图的步骤，包括：

所述通过判断像素是否被遮拦的方式，将上述获得的阴影图的渲染效果图加入到虚拟环境中，获得大规模室外场景的整个场景的渲染效果图。

优选的，所述通过判断像素是否被遮拦的方式，将上述获得的阴影图的渲染效果图加入到虚拟环境中，获得大规模室外场景的整个场景的渲染效果图的步骤，包括：

依据像素点的深度值选择相应的阴影图，获得相应的阴影图的渲染效果图；

将像素转换到各个光截体空间的分割单元；