[发明专利]使用点采样和预计算光传输信息进行渲染的系统和方法

权利要求书

1.一种用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，包括：

在一个方向上并且从一点开始直到过渡区的最大距离，对3D场景中的光线进行追踪；以及

如果针对该光线，没有在比所述过渡区的最小距离更近的距离处检测到相交，

则使圆锥截面前进穿过所述3D场景中的3D体积元素栅格，每个体积元素与表示从所述体积元素传播的光能量的数据相关联，其中，基于扩展因数和到所述3D场景内的所述点的距离确定所述圆锥截面的面积，并且所述扩展因数指示圆锥体作为距离的函数以多快扩展，以及

在所述前进过程中从与所述圆锥截面相交的体积元素收集光能量数据；

针对所述3D场景内的所述点从在所述体积元素中收集的光能量产生着色信息。

2.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，表示从每个体积元素传播的光能量的所述数据包括与位于所述3D场景内的嵌套结构的元素的对应曲面相关联的方向和强度数据，所述嵌套结构的元素具有不同的粒度，其中更细粒度的元素表示所述3D场景内的更小的体积并且更精确地表示所述方向和颜色强度数据，而较粗粒度的元素包括多个更细粒度元素的方向和颜色强度数据的混合。

3.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，表示传播穿过每个体积元素的光能量的所述数据包括用于穿过每个体积元素的曲面的光能量的对应数据。

4.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述圆锥截面的前进沿着所述光线的方向轴向地定中心。

5.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，进一步包括：如果针对所述光线，在所述过渡区的最小距离和最大距离之间检测到相交，则通过使由对所述相交进行着色引起的光照信息与从与所述过渡区内由所述圆锥截面相交的体积元素的多个曲面收集的光能量混合来产生光照信息。

6.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述前进包括选择体积元素的集合，所述体积元素形成包括被所述光线围住的体积的连续体积。

7.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，进一步包括：基于扩展因数和到所述点的特定距离确定所述圆锥截面在到所述3D场景中的所述点的所述特定距离处的大小。

8.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述3D场景内的所述3D体积元素栅格包括嵌套体积元素集合，所述嵌套集合内的体积元素具有表示传播穿过嵌套在其中的元素的曲面的光能量的混合的数据，如果有所述光能量的话，并且进一步包括基于扩展因数和到所述光线起源所在的点的给定距离确定有待在到所述3D场景中的所述点的所述给定距离处采样的体积元素的大小。

9.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述3D体积元素栅格是所述3D场景中的多个3D体积元素栅格中的一个栅格，其中，所述多个栅格中的不同3D栅格具有不同大小的组成体积元素。

10.根据权利要求9所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述前进包括：迭代地确定所述3D场景中的有待采样的位置；从所述多个3D体积元素栅格中选择有待在所述采样中使用的3D体积元素栅格；以及执行所述采样。

11.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述前进包括使所述圆锥截面前进穿过所述过渡区，并且所述着色信息的产生包括执行所述过渡区内的光照信息与对交点进行着色引起的着色信息的取决于深度的混合。

12.根据权利要求1所述的用于在从虚拟3D场景进行渲染中使用的方法，其中，所述3D场景中的所述一个或多个3D体积元素栅格与用于在所述3D场景中对光线进行追踪的加速结构分离开。