[发明专利]一种面向运动模糊的场景空间划分方法

摘要

一种面向运动模糊的场景空间划分方法，包括场景组织和面片细分两部分，（1）场景组织，即面向移动面片的空间层次结构，移动面片在空间层次结构中的处理：基于时间属性的场景划分：（2）面片细分，即基于运动模糊强度的多层次细节表示。本发明MBKD结构相比于以前的方法能够获得更快的渲染时间，这对于实时渲染系统来说是非常重要的。同时，这也是传统KD-tree的重要特征，因为MBKD结构保留了KD-tree的重要层次特征。

主权项

1.一种面向运动模糊的场景空间划分方法，包括场景组织和面片细分两部分，其特征是：（1）场景组织，即面向移动面片的空间层次结构 移动面片在空间层次结构中的处理：在不改变现有层次结构特征的前提下，在基于空间维度的层次结构上表示时间维度上的信息；根据面片和分割平面之间的位置关系，基于照相机移动和基于对象移动的运动模糊效果两个层面来解决这个问题：第一种，理想的情况是在整个运动过程中（从T=0到T=1），场景中所有面片与层次结构之间的相对位置关系保持不变，时间维度上的面片几何信息可以直接映射到该时刻下的空间坐标位置，而时间维度上的结点分割面位置可以通过线性插值进行计算，得到相应的空间坐标位置；第二种，在基于对象移动的运动模糊效果中，场景中的一些对象可能在运动时间范围内发生局部相对运动；对面片添加时间属性，记录面片包含在该结点中的起止时间（T_in和T_out），初始条件下为T_in=0和T_out=1，如果面片不穿过分割平面，将一直保持此初始条件不变；依次对分割平面所产生的两个子结点中的每个面片进行扫描，计算面片在（T_in，T_out）区间内的移动范围，如果出现面片穿入或者穿过分割平面到另一子结点中，记录该面片穿越分割平面时的时间点T_C，并更新相应的T_in和T_out，调整相应结点的面片信息；在遍历阶段，当前正在遍历该叶子结点的光线不需要与结点内的所有面片逐一做相交计算，只需要根据在光线产生阶段所随机分配到的时间点，与时间属性区间里包含此时间点的面片做求交测试； 基于时间属性的场景划分：使用面片所属该结点时的时间区间的差值来替代原有方法中简单的数量增加，进而估算光线与结点的相交花费；（2） 面片细分，即基于运动模糊强度的多层次细节表示：假定在进行基础的加速结构构造时所使用的面片是粗层次（coarse level）面片（如Bezier曲面等），且能细分成微多边形或者三角形，使用式（2）来具体确定细节层次: M_l = k × ( O/ S ) × R_d                                  式（2）  在式(2)中，光线微分R_d是在光线跟踪算法里用来计算多分辨率Mesh的技术［11］，k作为调节系数，使M_l值更加合理，并最终作为细节选择的依据；通过使用k ×（O/S）来对R_d的值进行调整，以求得更合理的面向运动模糊效果的细节层次；其中，k ×（O/S）的值越小，说明场景对象具有较低运动量，需要更细的面片表示；而k ×（O/S）的值越大，则说明场景对象具有较高的运动量，只需要较粗的面片表示即可。