水面鏡面反射高光效果繪制方法研究.pdf

1、水域光照?qǐng)鼍霸絹碓綇V泛地應(yīng)用于影視特效、模擬仿真、游戲制作等領(lǐng)域。通過光線跟蹤方法可以生成類似照片的圖像，從而節(jié)省昂貴的設(shè)備費(fèi)用和大量時(shí)間。因此，高效地生成真實(shí)感的水域光照?qǐng)鼍笆且豁?xiàng)有實(shí)際意義的研究。
　　 對(duì)水面鏡面反射高光現(xiàn)象繪制的大多數(shù)研究主要存在以下問題：(1)繪制水面鏡面反射高光現(xiàn)象的局部反射模型大多并不是基于水面的固有特性；(2)求解光線與水面波浪交點(diǎn)時(shí)的計(jì)算量較大。Ross提出基于海洋表面的反射模型對(duì)水面鏡面反射高

2、光效果進(jìn)行繪制，該模型計(jì)算復(fù)雜，同時(shí)求解光線與水面波浪可見交點(diǎn)時(shí)計(jì)算量大。
　　 針對(duì)上述問題，本文的主要工作如下：
　　 首先，提出一種基于改進(jìn)球形跟蹤算法和簡化Ross反射模型的方法對(duì)水面鏡面高光效果進(jìn)行繪制。該方法采用四叉樹結(jié)構(gòu)和包圍盒技術(shù)對(duì)水面進(jìn)行預(yù)處理，在跟蹤光線過程中遞歸地剖分包圍盒，使其逐漸逼近水面，并將光線與包圍盒的交點(diǎn)作為球形跟蹤算法的輸入值，用來計(jì)算光線與水面波浪的可見交點(diǎn)。接著根據(jù)鏡面反射原理確定鏡

3、面反射高光點(diǎn)的位置。根據(jù)鏡面反射點(diǎn)的可見性特點(diǎn)對(duì)可視相互作用概率進(jìn)行簡化，得到簡化的Ross反射模型，利用此模型計(jì)算鏡面反射高光點(diǎn)的亮度值。
　　 其次，在P43.0GHz普通計(jì)算機(jī)上，利用Visual studio2005環(huán)境和OpenGL函數(shù)庫，分別對(duì)不同光源位置和不同水面波浪大小兩種情形下的水面鏡面反射高光效果進(jìn)行繪制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的算法可以提高光線與水面波浪交點(diǎn)計(jì)算的效率，加速水面鏡面反射高光效果的繪制，并得到