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反射剖面精确拟合的次表面散射计算方法

Subsurface Scattering Computation with Accurate Reflectance Profile Fitting

二维码有效期 120s

摘要近年来,随着电影、游戏、虚拟现实应用等对真实感要求的不断提高,针对人体组织、牛奶等半透明材质的实时渲染变得越发重要.针对当前大部分次表面散射计算方法难以正确估计散射范围的问题,提出了一种全新的次表面散射计算方法用以精确表示最大散射距离.首先,针对暴力蒙特卡洛光子追踪结果进行模拟,以得到反射剖面结果.其次通过多项式模型进行反射剖面拟合,计算精确着色点处的最大散射范围.最后,提出了一种新的重要性采样方案以减少蒙特卡洛所需的采样数,进一步提高计算效率.此外,方法所需的参数仅由着色点上的反射率以及材质平均自由程提供,以便于灵活调整渲染效果.实验证明,所提模型避免了之前对于散射范围的错误估计,对材质反射率复杂的区域具有更好的渲染精度,且渲染速率满足实时要求.

作者梁仕宇 ^[1] 高阳 ^[2] 丛宇 ^[3] 郝爱民 ^[2] 学术成果认领

作者单位虚拟现实技术与系统国家重点实验室(北京航空航天大学),北京 100191;西安电子科技大学计算机科学与技术学院,陕西西安 710071 ^[1] 虚拟现实技术与系统国家重点实验室(北京航空航天大学),北京 100191;中国医学科学院虚拟人体和虚拟手术技术创新单元,北京 100032 ^[2] 北京众绘虚拟现实技术研究院有限公司,北京 101300 ^[3]

关键词次表面散射半透明材质真实感渲染函数拟合实时渲染 subsurface scattering translucent material physically-based rendering function fitting real-time rendering

分类号 TP391

栏目名称

模式识别与人工智能

DOI 10.13328/j.cnki.jos.006545

发布时间 2023-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

国家自然科学基金（62002010）北京市自然科学基金（4214066）中国医学科学院医学科学创新基金（2019-I2M-5-016）北京市生物医学工程高精尖创新中心（ZF138G1714）