光线追踪

摘要： 车辆造型渲染对于真实感的追求通常基于光照模型理论,不同的光照模型对于真实感表现不同,对生成真实感的照片图像至关重要。以基于全局光照模型中的光线追踪算法真实感表达能力最强,算法最为复杂,但因其模拟于真实世界的物理光线传播的特性,计算成本非常高昂,故其不流畅的交互体验无法被应用于造型展示情境等各类交互式场景。当今随着硬件技术的提升,全局光照模型中的光线追踪技术已经逐渐可以被用于实时渲染,不过仍然需要通过计算减重的算法实现质量换取速度,但在很多工业领域中其展示的质量与速度也取得了一定的平衡。真实感与展示实时性是车辆造型渲染的主要追求目标,利用计算机图形学领域的研究成果使车辆造型渲染同时兼顾真实感与展示实时性,研究成果将指引未来车辆造型渲染及展示评审的建设方向。

摘要： 在分子可视化中使用光线追踪渲染图像能够极大地促进研究人员对分子结构的观察和感知,但现有的光线追踪方法存在实时性能不足以及渲染质量不佳的问题。文中提出了一种光线追踪棋盘渲染方法。该方法利用棋盘渲染技术对光线追踪方法进行优化,其流程主要划分为重投影、渲染、重建和孔填充4个阶段,在各阶段中,提出了针对棋盘渲染的改进,包括光线追踪前向重投影、分子着色包围盒、动态图像重建方法和八邻居插值填孔策略。在6个拥有不同原子数量的分子上与目前的先进方法进行对比,实验结果表明,所提方法整体的实时帧率明显高于同样基于CPU计算的Tachyon-OSPRay方法,是后者的1.58~1.86倍。另外,在原子数量相对较少的实验分子上,所提方法比基于GPU加速计算的Tachyon-Optix方法拥有更好的帧率表现。

摘要： 针对深度图像在数据采集过程中存在深度值缺失和噪声的问题,提出了一种融合光线追踪和中值滤波的深度图像修复算法。该算法通过构建路径跟踪器将深度值分解为直接光照值和间接光照值,对分解后的深度值进行时空滤波和方差估计处理,再将处理后的结果合成深度图像,然后对合成的深度图像依次进行抗锯齿化和色调映射处理,最后使用中值滤波算法平滑未修复的噪声。采用自行实时采集的深度图像作为数据集,将文中算法与双边滤波、联合双边滤波、形态学滤波算法进行实验对比。实验结果表明,文中算法能有效修复较大范围的空洞区域,较好地保持物体边缘的清晰和细节特征;同时,文中算法修复后的深度图像峰值信噪比和均方根误差均优于对比算法的值。

摘要： 分子可视化工作中高质量的分子渲染效果对研究人员观察生物分子结构尤为重要。主流分子可视化工具中常用的光栅化方法渲染效果不佳,不利于研究人员观察分子结构。先进的光线追踪渲染技术可以实现高质量的渲染效果,但目前工具中支持光线追踪的分子渲染方法存在使用平台限制、实时性能不足以及渲染质量不佳的问题。文中提出一种动态低采样环境光遮蔽的实时光线追踪分子渲染方法,其中提出了光线追踪中简易的重投影方法,用于实现动态低采样环境光遮蔽的时间性降噪;以及提出了阴影光线包装策略,改进了光线遍历场景时的计算并行度。实验结果表明,所提方法在个人电脑上可达到实时交互渲染性能,并且在"天河二号"平台上与先进的VMD-OSPRay方法相比,该方法获得了1.40~1.64倍的性能加速,同时改善了动态图像严重的噪点问题。

摘要： 真实感图形学就是利用光照、阴影及物体之间的交互模拟出一个真实的虚拟世界。渲染(Rendering)是图形学的研究重点,它是根据着色器、纹理等提供的数据信息通过信息处理的方式所生成的矢量图像,依据渲染方式的不同可分为实时渲染和离线渲染,文章将实时渲染中实时性和离线渲染中光线追踪算法结合起来,并使用Metal图形API实现了一个全局光照模型,最终达到了高精度且实时的渲染效果。

摘要： NVI D IA图灵架构的问世开启了一场游戏视觉的革命,同时它也成为游戏显卡发展史上的重要里程碑。实时渲染的光线追踪技术在反射、阴影、全局光照等多个层面给玩家带来了更逼真的游戏画面,DLSS技术则通过AI加速游戏性能,让玩家享受到更流畅的游戏体验。发布近6年后,图灵架构又迎来一位新成员—NVIDIA联手各家AIC厂商推出RTX 206012GB版显卡,影驰GeForce RTX 2060大将MAX OC显卡就是其中之一。这款显卡的性能如何,是否值得玩家入手呢?一起来看看。

摘要： “您将可以在50级别的GPU上获得超过60fps的光线追踪游戏体验”,这是NVIDIA在CES 2022特别演讲上发布NVIDIA GeForce RTX 3050时,对这款显卡的性能描述。简单的一句话让无数想要体验光线追踪,但仍在使用GTX显卡的玩家跃跃欲试。只是在冷静下来之后,越来越多的疑问浮上心头:目前光追游戏众多,NVIDIA GeForce RTX 3050究竟能流畅运行哪些光追游戏?在当下的GPU领域,其性能究竟能达到怎样的性能水平?相比上一代入门级显卡,NVIDIA GeForce RTX 3050的性能提升多少……还是老规矩,先跑测试,再找答案。

摘要： Arm推出2022全面计算解决方案(TCS22),可提供不同级别的性能、效率和可扩展性,以完善各类终端市场的用户体验。TCS22的Arm IP组合可在一系列工作负载中实现28%的性能提升,并可降低16%的能耗。此外,Arm同时推出了全新旗舰级GPU产品Arm Immortalis,这是首款可在移动端支持基于硬件的光线追踪的GPU,可提供更为真实的沉浸式游戏体验。

摘要： 随着我国科学技术发展的速度不断加快,各种计算机模拟技术得到了较好的使用和发展。其中光学遥感三维技术就是的一种,已经成为当前光学模拟计算中常使用的一种关键技术。经过是十年的发展,当前我国三维计算机模拟模型是遥感辐射传输机理研究中的一项重点内容,在各项场景模型中扮演着重要的角色,在地表辐射传输过程分析、模型和算法的验证及遥感反演等方面应用广泛。为更好地分析光学遥感三维计算机模拟模型的应用,本文将从光学遥感三维计算机模拟模型的理论基础出发,介绍当前我国光学遥感三维计算机模拟模型的使用情况,并分析如何更好将光学遥感三维计算机模拟模型运用在生活、生产中的使用,使其能够在工作和生活中发挥出导向作用,促进我国三维计算机更好地发展。

摘要： 光线追踪是常用的绘制技术之一,由于能够方便的模拟生成复杂光照效果,生成高质量图像,在很多领域都有着广泛的应用。光线追踪渲染的主要运算操作耗费在光线与场景相交的判断上,可以在两个方面提升效率,一是通过建立某种空间组织结构来加速相交计算过程;另一种方式是通过并行计算模式,结合硬件来实现同时计算。首先介绍了并行计算在光线追踪计算中的作用;接着介绍了并行计算及GPU计算的一些重要概念;然后介绍了常用的加速结构及实现原理,以及基于表面积的启发式算法;再接下来进行了基于加速结构和CUDA的射线追踪算法的并行化实现及效率测试,最后进行相关分析和总结。

摘要： 本文应用光线追踪方法建模双面电站系统，双面系统会有更高的发电量，发电模型可以有贴近单面模型的准确率，在解读双面增益时很重要的一定要了解数据背后的边界条件。

摘要： 光线追踪是一种基于几何光学原理生成真实感图形的通用技术，不仅可以较真实的展现可见光波段的空间科学任务，而且可以应用到不具备光谱特性的科学数据可视化中。本文提出了基于Nishita 单散射模型绘制大气效果的光线追踪方法，采用模块化的方式设计了一个通用、可扩展的光线追踪系统，为以后空间任务的可视化提供了一个基础框架。

摘要： 光线追踪技术因其能渲染出高质量的图像成为三维仿真领域的研究热点,其核心思想是计算发射光线与场景数据的交点以获取渲染图像,但其计算过程复杂、数据量大.空间结构KD-tree的构建,能够大大提高计算速度.为了提高实时光线追踪的效果,本文基于CUDA(Compute Unified Device Architecture),实现并优化了KD-tree的空间结构构建过程.结合CUDA架构及KD-tree算法特点,本文从访存方式、任务划分、任务调度、任务映射等方面做了多层次优化.实验结果表明,优化策略大大提升了KD-tree的构建效果及光线追踪的实时性.

摘要： 本文针对卫星相机成像模拟的仿真应用需求，研究并尝试建立了以三维场景为基础，以光线追踪技术为主要渲染核心，综合考虑卫星轨道和姿态、光照条件、物体光谱特性和周边环境、大气传输、遥感器成像性能等影响因素的全光路成像模拟技术的仿真模型，具备较高的仿真度和良好的适应性、扩展性，并针对简单空间探测场景用C++实现了系统框架和关键模型，生成模拟图像。能够有效支撑卫星光学成像系统总体论证阶段的指标论证、方案设计、效能预估等应用。

摘要： 数字影像重建技术(DRR)在摆位验证、图像配准及治疗计划验证中起着至关重要的作用.针对目前常用的DRR算法重建出的图像质量比较差,本文实现了一种实用的DRR算法.该算法采用光线追踪的思想,将光线所穿透的体数据所对应的电子衰减累加,并对累加后的数据进行增强处理,以得到对比度更强而又保留丰富细节的重建图像.文中讨论了光线遍历步长和采样点CT值插值方法对算法速度及重建图像质量的影响;分析了体数据CT值到电子衰减系数的转换关系;并提出了利用对数和指数转换的重建影像增强方法.实验结果说明该算法能获取较好图像质量,而且时间复杂度低,能够满足临床应用的要求.

摘要： 本文介绍了在将半导体发光二极管(LED)作为新型照明光源的过程中,创建一种基于计算机科学中渲染手段进行LED模型建立的全新方法;由辐射度算法(Radiosity method)与光线追踪(Ray tracing)相结合,利用有限元方法(FEM)计算模型空间内各点光照值;并将该方法与传统的采用立体几何方法建立数学模型的方法进行比较,从模型建立过程的难易程度、表达方式的精确度和模拟效果的逼真程度衡量两种方法的利弊.最后,提出了新方法建立模型过程出现的问题和需要注意的事项。

摘要： 提出了基于光线追踪软件Tracepro进行空间卫星的可见和红外光学特征模拟计算的方法.首先建立了卫星位置、卫星表面坐标体系和地球经纬度坐标之间的转换关系,将经过Sinda/G计算获得的卫星表面温度场分布模型导入Tracepro中,设置卫星三维模型的表面特性,包括卫星表面的反射率、发射率等;利用Tracepro中的灰体辐射模拟获得了卫星由于热辐射形成的红外光学特征;并根据建立的转换关系获得某一时刻卫星、地球和太阳之间的相互位置关系,使用该模拟方法可以直观地获得卫星表面光学作用的过程,有利于分析整个过程,提高计算的精确度.

摘要： 该系统集成了光线追踪技术、纹理生成技术等真实感图形生成技术，实现了真实感图形的交互定义和实时显示。系统界面友好，使用方便，同时在实现中采用面向对象的技术，攸代码易于修改和扩展。

摘要： 合理利用天然光，不仅可改善室内的光环境，同时也有利于照明节能。为了实现良好的光环境，设计师需要在设计阶段准确把握光环境的效果，照明系统的性能和运行情况，从而进行优化合理的设计。随着计算机技术的发展，光环境模拟软件因其成本低、周期短和准确性高日益受到人们重视，并在包括设计、建造、维护和管理等各阶段的建筑全寿命周期内，得到了广泛的应用。本文对目前常用的天然光光环境模拟软件进行了分类和简要介绍，并选择WINDOW 、Sunshine 、 Radiance 、Ecotect 、Daysim 等软件进行了比较分析，以便于使用者在不同的应用中选择和使用。

摘要： 合理利用天然光，不仅可改善室内的光环境，同时也有利于照明节能。为了实现良好的光环境，设计师需要在设计阶段准确把握光环境的效果，照明系统的性能和运行情况，从而进行优化合理的设计。随着计算机技术的发展，光环境模拟软件因其成本低、周期短和准确性高日益受到人们重视，并在包括设计、建造、维护和管理等各阶段的建筑全寿命周期内，得到了广泛的应用。本文对目前常用的天然光光环境模拟软件进行了分类和简要介绍，并选择WINDOW 、Sunshine 、 Radiance 、Ecotect 、Daysim 等软件进行了比较分析，以便于使用者在不同的应用中选择和使用。

摘要： 一种设备，包括：包围体层级（BVH）生成器，其用于构建包括多个分层级布置的BVH节点的BVH；光线存储装置，其用于存储要遍历通过BVH节点中的一个或多个BVH节点的光线；光线遍历电路，其包括原生支持双精度浮点运算的第一多个64位算术逻辑单元（ALU），光线遍历电路用于至少使用所述一个或多个ALU中的第一ALU来以双精度浮点精度使第一光线遍历通过第一BVH节点，以生成双精度浮点遍历结果；多个执行单元（EU），其耦合到光线遍历电路，所述多个EU中的至少一个EU包括能够原生执行双精度浮点运算的第二多个64位ALU，所述多个EU中的所述至少一个EU用于执行一个或多个交叉着色器以基于双精度浮点遍历结果以双精度浮点精度执行光线‑图元交叉测试。

摘要： 本申请公开了一种光线追踪处理器、处理器芯片、设备终端以及光线追踪方法，光线追踪处理器包括全局任务分配单元用于接收光线追踪任务，并根据多个光线处理控制器的工作状态对光线追踪任务进行分配；光线追踪任务包括光线求交计算任务；每个光线处理控制器包括本地任务分配单元和多个类型的计算单元；本地任务分配单元用于接收全局任务分配单元的光线追踪任务并根据其中的光线求交计算任务分配至适配的计算单元进行光线求交计算；全局缓存单元用于缓存各个光线处理控制器处理光线追踪任务的处理结果；任务返回单元用于获取每个光线追踪任务对应的处理结果并返回至光线追踪任务的发起端。本光线追踪处理器提升了光线追踪任务的运算效率。

摘要： 本发明提供一种基于动态场景的实时光线追踪加速结构的方法，涉及计算机图形学技术领域。该方法在图像渲染过程中首先对场景中的物体进行复杂度分类，再利用AABB包围盒以及内包围盒分别对不同复杂度的物体建立不同的包围盒，利用自顶向下和自底向上这两种构建方式相结合的方法构建BVH树，渲染出图。本发明提供的方法能减少光线求交次数，提高光线追踪算法效率，加快场景的渲染速度，非常适用于动态场景的实时渲染等方面，可将该方法应用于图像渲染优化等研究领域。

摘要： 本申请公开了一种光线追踪处理器、处理器芯片、设备终端以及光线追踪方法，光线追踪处理器包括全局任务分配单元用于接收光线追踪任务，并根据多个光线处理控制器的工作状态对光线追踪任务进行分配；光线追踪任务包括光线求交计算任务；每个光线处理控制器包括本地任务分配单元和多个类型的计算单元；本地任务分配单元用于接收全局任务分配单元的光线追踪任务并根据其中的光线求交计算任务分配至适配的计算单元进行光线求交计算；全局缓存单元用于缓存各个光线处理控制器处理光线追踪任务的处理结果；任务返回单元用于获取每个光线追踪任务对应的处理结果并返回至光线追踪任务的发起端。本光线追踪处理器提升了光线追踪任务的运算效率。

摘要： 本发明涉及光线追踪技术领域，公开了一种基于网格混合场景光线追踪的光线处理方法及系统，该光线处理方法，基于网格类型将像素平面划分为若干像素区域，以同一像素区域内或多个合并的像素区域内生成的随机射线为并行单元，并行计算网格混合场景的光线追踪。本发明解决了现有技术存在的忽略了对次级任务的并行优化、计算效率仍然比较低等问题。

摘要： 描述了一种用于在光线追踪系统中进行距离测试的设备和方法。例如，图形处理设备的一个实施例包括：光线追踪遍历/相交单元，用于标识两个或更多个光线‑表面相交点，所述光线‑表面相交点中的每一个被分配唯一命中点标识符(ID)；以及距离测试模块，用于如果所述光线‑表面相交点中的所述两个或更多个光线‑表面相交点共享相同距离则使用所述命中点ID来对所述光线‑表面相交点的顺序进行消歧。

摘要： 本申请适用于计算机图形技术领域，提供了一种光线追踪渲染方法及装置、设备，其中，该光线追踪渲染方法包括：始于视点的多条光线与待渲染物体相交的情况下，获取各交点的坐标信息、各交点对应的成像面的像素的着色原始数据；所述光线来自于从光源至视点的光路的反向路径；所述着色原始数据包括计算着色分量所需的至少一类型数据；根据所述各交点的坐标信息和各交点对应的所述着色原始数据，进行合并着色计算，得到所述各交点对应的像素的着色分量。本申请提高了光线追踪渲染流程的并行度和执行效率，减少计算量，提高了光线追踪渲染的效率。

摘要： 一种优化的光线追踪立体元图像阵列获取方法属3D图像处理技术领域，本发明具体涉及一种虚实结合的基于BVH的光线追踪立体元图像阵列的获取方法，本发明利用BVH对三维物体进行分类，进而加速立体元图像阵列的获取，通过读入由相机序列拍摄的真实物体的三维模型，经过计算机在虚拟环境下建立理想相机阵列，运用基于BVH分类算法的光线追踪算法，得到无深度翻转的立体元图像阵列，再使用加速算法高效率运行，通过约束其背景色块占比修正立体图像显示范围，使显示屏得到有效利用，经超高密度小间距LED集成成像显示平台验证，实际显示效果清晰度高，且无深度翻转。

摘要： 本发明提供了一种光线追踪渲染连续帧的去噪方法及系统，包括：获取当前帧的双运动矢量和上一帧的去噪结果，计算上一帧的扭曲重投影；获取当前帧的噪声图和辅助特征，联合上一帧的扭曲重投影，拼接为一个张量；将张量输入时空多尺度去噪网络，得到当前帧的去噪结果；其中，时空多尺度去噪网络包括：核预测网络和时空多尺度混合网络，时空多尺度混合网络联合时间滤波结果和空间多尺度混合结果，获得当前帧的去噪结果。在保证获得高质量去噪结果的前提下，消除现有技术存在的过模糊、着色走样和拖尾现象。

摘要： 在各种示例中，虚拟测光表可以与光线追踪技术一起实施，以确定入射光值——例如，入射辐照度、入射辐射度等——以调整渲染帧的自动曝光值。例如，对于虚拟游戏环境中的任何位置，一条或更多条光线可用于在采样图案(例如半球形采样图案)上对入射光进行采样。结果，可以在场景或帧中的感兴趣对象附近对入射光值进行采样，使得无论渲染帧的组成如何，曝光值都是一致或稳定的。