计算机图形学入门X

Ray Tracing 2 (Acceleration & Radiometry)

一、Spatial Partitons

1. 均匀分割会导致在稀疏场景浪费较多空间，因此考虑在稀疏处减少划分，密集处增加划分
2. 三种不同的分割方法
   
   • Oct-Tree 八叉树(二维空间实际上是四叉树)
   • KD-Tree 不停在空间中二划分(x,y方向循环分割)，形成类似二叉树的结构(三维空间则是沿x,y,z方向循环分割)
   • BSP-Tree

二、Object Partitons & BVH

1. Bounding Volume Hierarchy(BVH)：将空间中的物体通过递归不断的分成两堆并重新计算其包围盒，直至包围盒内的物体数量足够少(同时应该保证包围盒之间重叠的部分尽可能少)
   

2. 如何有效划分节点：

   • 选择不同的方向循环划分，得到的结果更均匀
   • 每次划分选择最长的轴，通过这种方式使得到的结果更均匀
   • 可以用中位数作为划分依据，保证划分后的包围盒内物体数量相似(树的深度更小)
   • 当某一节点内的物体数量达到规定值停止划分

3. BVH Traversal

    Intersect(Ray ray, BVH node)
    {
        if(ray misses node.bbox) return;
        if(node is a leaf node)
        {
            test intersection with all objs;
            return closest intersection;
        }
        hit1 = Intersect(ray, node.child1);
        hit2 = Intersect(ray, node.child2);
        return the closer of hit1,hit2;
    }
   

三、Basic radiometry(辐射度量学)

1. Blinn-Phong模型未详细考虑在光线传播过程中的能量损失，我们需要更精确地定义光的传播以及能量损失等，因此引入辐射度量学
2. 先记住几个物理量
   • Radiant flux 辐射通量
   • intensity 强度
   • irradiance 辐照度
   • radiance 辉光度？
3. Radiant Energy and Flux(能量/功率)
   
4. Radiant intensity(光强)
   
5. Angles and Solid Angles
   • Angles 圆中扇形弧长除以半径 单位(radians)
   • Solid Angles 球体中椎体球面积除以半径平方 单位(steradians)

(下接 计算机图形学入门XI)