[发明专利]基于虚拟点光源和稀疏矩阵还原的全局光照绘制方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟点光源和稀疏矩阵还原的全局光照绘制方法，该全局光照绘制方法采用使用大量点虚拟点光源模型构建待绘制几何场景的光树，并采用聚类对视觉采样点分类，分类处理各类视觉采样点，且对于每一类视觉采样点处理时，构建该类视觉采样点的光传递矩阵。该全局光照绘制方法结合大量点光源及稀疏矩阵还原的全局光照绘制的方法的优势，且在绘制过程中将光传递矩阵划分为子矩阵，将大量点光源问题划分子块进行处理，并对各子矩阵进行稀疏矩阵还原从而加速全局光照绘制的效果和速度。

主权项

一种基于虚拟点光源和稀疏矩阵还原的全局光照绘制方法，其特征在于，包括：（1）构建几何网格的空间加速层次结构，并利用所述的空间加速层次结构和摄像机的位置信息，采用光线追踪法确定摄像机在几何网格中的视觉采样点，并确定各个视觉采样点的采样点信息，所述的采样点信息包括对应视觉采样点的位置、法向量、材质和对应像素点标记；（2）根据各个虚拟点光源的位置信息、材质信息和能量信息，利用光割算法建立光树；（3）根据各个视觉采样点的位置对视觉采样点进行聚类，将所述的视觉采样点分为若干类；（4）针对每一类视觉采样点，进行如下处理：（4‑1）根据所述的光树采用光割算法计算该类视觉采样点的光割，并根据所述光割确定该类视觉采样点的初始光传递矩阵，所述的初始光传递矩阵为m×n阶，m为该类视觉采样点中的视觉采样点的个数，n为所述光割中光割节点的个数；（4‑2）对所述的初始光传递矩阵进行随机采样，得到若干个特征元素，计算各个特征元素的值，并根据各个特征元素的值对初始光传递矩阵进行降维处理，得到中间光传递矩阵；（4‑3）利用特征元素对中间光传递矩阵进行稀疏矩阵还原，得到该类视觉采样点的光传递矩阵，并将光传递矩阵中每一行元素的元素值的累加和作为的该行对应的视觉采样点的光照值；（5）根据各个视觉采样点的对应像素点标记，确定几何网格中各个像素点对应的视觉采样点，将各个像素点对应的视觉采样点的光照值进行加权求和，以加权求和结果作为该像素点的亮度值。