專利名稱：估計(jì)在虛擬環(huán)境的一點(diǎn)上接收的光量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成圖像構(gòu)建的領(lǐng)域，尤其涉及在虛擬環(huán)境內(nèi)考慮到光反射地估計(jì)和仿真虛擬環(huán)境的全局照明的領(lǐng)域。本發(fā)明還被理解為在實(shí)時(shí)構(gòu)建背景中特別有效。
背景技術(shù)：
按照現(xiàn)有技術(shù)，存在著仿真虛擬環(huán)境的全局照明的不同方法，這些方法可以劃分為三個(gè)主要組。第一組方法基于將虛擬環(huán)境(也叫做場(chǎng)景)分解成極小單元以及估計(jì)單元對(duì)的兩個(gè)單元之間的能量轉(zhuǎn)移。已知為光能傳遞方法，這些方法一般需要很高的存儲(chǔ)器要求，并且必須進(jìn)行許多跨單元的可見度測(cè)試，就需要計(jì)算能力而言，這些都是非常昂貴的。 第二組方法基于使用光子映射技術(shù)或射線追蹤技術(shù)或兩者，沿著光線所沿的當(dāng)前路徑的射線追蹤。第三組方法基于在屏幕空間中只考慮有關(guān)按照觀看場(chǎng)景的觀眾的視點(diǎn)可見物體與場(chǎng)景的距離的信息的近似。后面這些方法使用過濾技術(shù)來逼近相鄰可見點(diǎn)之間的能量轉(zhuǎn)移。后面這些方法具有相對(duì)迅速的優(yōu)點(diǎn)，但提供了粗糙的結(jié)果。隨著交互式仿真游戲和應(yīng)用的出現(xiàn)，特別是在3D (三維)中，人們感到需要提供高品質(zhì)和逼真、迅速全局照明估計(jì)的實(shí)時(shí)仿真方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)的至少一個(gè)缺點(diǎn)。更具體地說，本發(fā)明的目的特別是優(yōu)化在虛擬環(huán)境中考慮到光在構(gòu)成虛擬環(huán)境的物體上的反射地構(gòu)建光漫射的實(shí)時(shí)逼真顯示所需的計(jì)算時(shí)間和/或計(jì)算能力。本發(fā)明涉及估計(jì)在虛擬環(huán)境的一點(diǎn)P上接收的光量的方法，所述虛擬環(huán)境包含光源照亮的多個(gè)第一點(diǎn)，所述第一點(diǎn)形成每一個(gè)包含至少一個(gè)第一點(diǎn)的多個(gè)組，所述方法包含如下步驟-為每個(gè)組估計(jì)接收的入射光量；-估計(jì)分組從一個(gè)視點(diǎn)可見的虛擬環(huán)境的至少一些點(diǎn)的表面，所述表面包含所述點(diǎn)P-按照與所述表面相關(guān)聯(lián)的至少一項(xiàng)遮擋信息，估計(jì)通過反射從光源接收的入射光對(duì)所述點(diǎn)P的照亮有貢獻(xiàn)的多個(gè)組的至少一個(gè)第一組；以及-按照與所述至少一個(gè)第一組相關(guān)聯(lián)的至少一項(xiàng)反射率信息，從所述至少一個(gè)第一組接收的入射光量中估計(jì)所述點(diǎn)P接收的光量。按照一個(gè)特定特征，所述方法還包含為每個(gè)第一點(diǎn)估計(jì)代表將每個(gè)第一點(diǎn)與其相鄰區(qū)域的多個(gè)第一點(diǎn)分開的距離的平均值的步驟，所述第一點(diǎn)是按照它們的估計(jì)值和代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)和取向的信息分組成所述組的，代表所述組的取向的一項(xiàng)取向信息和代表所述組的地點(diǎn)的一項(xiàng)地點(diǎn)信息與每個(gè)組相關(guān)聯(lián)。有利的是，所述方法還包含如下步驟-為每個(gè)第一點(diǎn)估計(jì)代表將每個(gè)第一點(diǎn)與其相鄰區(qū)域的多個(gè)第一點(diǎn)分開的距離的平均值；-按照估計(jì)值和代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)和取向的信息將第一點(diǎn)分組成多個(gè)第二組，代表所述第二組的取向的一項(xiàng)取向信息和代表所述第二組的地點(diǎn)的一項(xiàng)地點(diǎn)信息與每個(gè)第二組相關(guān)聯(lián)；以及-通過按照所述第二組的所述取向和地點(diǎn)信息分組所述第二組生成所述組。按照一個(gè)特定特征，通過估計(jì)按照入射方向?qū)⒐庠磁c第一點(diǎn)分開的第一距離獲取代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)的信息，將估計(jì)的第一距離存儲(chǔ)在與虛擬環(huán)境和光源相關(guān)聯(lián)的陰影圖中。有利的是，所述方法包含估計(jì)將所述視點(diǎn)與從所述視點(diǎn)可見的環(huán)境的點(diǎn)分開的第二距離的步驟，將估計(jì)的第二距離存儲(chǔ)在與虛擬環(huán)境和視點(diǎn)相聯(lián)系的深度圖中，從估計(jì)的第二距離中獲取至少一項(xiàng)遮擋信息。


通過閱讀如下描述可以更好理解本發(fā)明，以及得出其它特定特征和優(yōu)點(diǎn)，該描述是參考附圖作出的，其中-圖IA示意性地示出按照本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，由光源照亮的虛擬環(huán)境；-圖IB示出按照本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，與圖IA的虛擬環(huán)境和光源相關(guān)聯(lián)的陰影圖；-圖2和3示意性地示出按照本發(fā)明的兩個(gè)特定實(shí)施例的圖1的虛擬環(huán)境中的間接發(fā)光點(diǎn)的分組；-圖4A和5示意性地示出按照本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，估計(jì)在圖1的虛擬環(huán)境中的一個(gè)點(diǎn)上接收的光量的方法；-圖4B示出按照本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，與圖1和4A的虛擬環(huán)境相關(guān)聯(lián)和在圖 4A的視點(diǎn)上的陰影圖；-圖6示出按照本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)估計(jì)在圖1的虛擬環(huán)境中的一個(gè)點(diǎn)上接收的光量的方法的設(shè)備；以及-圖7示出按照本發(fā)明的一種特定實(shí)現(xiàn)方式，估計(jì)在圖1的虛擬環(huán)境中的一個(gè)點(diǎn)上接收的光量的方法。
具體實(shí)施例方式圖1示出了通過光源10照亮的虛擬環(huán)境或虛擬場(chǎng)景1。光源10供應(yīng)的光形成光錐101。虛擬環(huán)境1包含一個(gè)或多個(gè)虛擬物體12、13、14和15，它們是按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道的任何方法建模的，例如，通過使模型類似于每一個(gè)通過構(gòu)成它的頂點(diǎn)和邊的列表定義的一組多邊形的多邊形建模、通過經(jīng)由控制頂點(diǎn)創(chuàng)建的一組曲線定義模型的 NURBS(非均勻有理基本樣條)型曲線建模、和通過細(xì)分表面的建模。所謂虛擬物體應(yīng)該理解為構(gòu)成真實(shí)環(huán)境(例如，地面、房屋或房屋正面、汽車、樹木，也就是說，構(gòu)成像房屋、街道、城鎮(zhèn)、村莊等的一部分那樣的環(huán)境的任何單元)或想像環(huán)境的物體(真實(shí)的或虛構(gòu)的) 的任何虛擬表示(通過建模獲得)。虛擬環(huán)境的每個(gè)物體12、13、14和15通過覆蓋它的表面來表征，每個(gè)物體的表面具有其特有的反射性質(zhì)(對(duì)應(yīng)于表面沿著一個(gè)或幾個(gè)方向反射入射光的比例)。有利的是，物體表面的反射率隨物體反射光的區(qū)域(包括表面的一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)的表面區(qū)域)而變，也就是說，物體表面的反射率不是常數(shù)。按照一種變型，物體表面的反射率在物體表面的任何點(diǎn)上都是常數(shù)。因此，物體12接收來自光源10的入射光量，這種入射光被光源10照亮的點(diǎn)121到12i反射。點(diǎn)121到12i對(duì)應(yīng)于奇異點(diǎn)，或按照一種變型，對(duì)應(yīng)于表面單元，每個(gè)表面單元包含幾個(gè)點(diǎn)(例如，5、10或20個(gè)點(diǎn))。在對(duì)圖1的其余描述中，表面的一個(gè)點(diǎn)表示單點(diǎn)和表面單元(element)兩者。同樣，物體13接收來自光源 10的入射光量，這種入射光被光源10照亮的點(diǎn)131到13i反射，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于單點(diǎn)或表面單元。物體15也接收被每一個(gè)對(duì)應(yīng)于單點(diǎn)或表面單元的151到15i反射的入射光量。與每個(gè)點(diǎn)121到12i，131到13i和151到15i相關(guān)聯(lián)的表面單元上的法線用黑箭頭表示。與反射光的每個(gè)表面單元的法線有關(guān)的信息可用于估計(jì)按照給定方向反射的光量。按照一種變型，虛擬環(huán)境1被多個(gè)光源，例如，100、1000、100000或1000000個(gè)光源照亮。按照第一實(shí)施例，叫做第一點(diǎn)的光源10照亮的點(diǎn)的地點(diǎn)處在叫做“世界空間”的虛擬環(huán)境的空間中，通過世界空間中的幾何坐標(biāo)表示。除了與第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的信息和與第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的表面單元的法線有關(guān)的信息之外，還將這個(gè)信息記錄在由記錄在與GPU(圖形處理單元)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中的表格組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。這些記錄分別叫做反射率記錄、法線記錄和地點(diǎn)記錄。這些記錄使虛擬環(huán)境1的該組第一點(diǎn)能夠被引用，所述第一點(diǎn)能夠?qū)碜怨庠?0的光反射到虛擬環(huán)境的其它點(diǎn)上，這些其它點(diǎn)被光源照亮或未被光源照亮。表面S通過將該組第一點(diǎn)連接在一起來定義。按照第二實(shí)施例，如從光源10看過去那樣顯示虛擬環(huán)境1。將代表如從光源10看過去的虛擬環(huán)境1的信息存儲(chǔ)在陰影圖11中。有利的是，對(duì)于虛擬環(huán)境1的每個(gè)第一點(diǎn)， 陰影圖11包含代表將光源10與所考慮的第一點(diǎn)分開的距離的一項(xiàng)信息。圖IB示出了按照本發(fā)明一個(gè)特定實(shí)施例的這樣陰影圖11。代表距離的信息用向量1100到IlOi表示，向量1100到IlOi的法線等于光源與所考慮的照亮點(diǎn)之間的距離。因此，陰影圖由投影在由光錐101形成和與光源10的主照亮方向垂直的表面上的與虛擬環(huán)境的第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)點(diǎn)組成。代表光源/第一點(diǎn)距離的一項(xiàng)信息與對(duì)應(yīng)于陰影圖的每個(gè)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。通過連接由代表距離的向量形成的陰影圖的每個(gè)點(diǎn)，獲得代表如從光源10看過去的環(huán)境的該組第一點(diǎn)的表面S'。這個(gè)表面S'與表面S—樣，代表環(huán)境的該組第一點(diǎn)，也就是說，光源10照亮的虛擬環(huán)境的點(diǎn)。正如表面S—樣，也代表虛擬環(huán)境的該組點(diǎn)的這個(gè)表面S'能夠?qū)碜怨庠?0的光反射到虛擬環(huán)境的其它點(diǎn)上，這些其它點(diǎn)被光源照亮或未被光源照亮。有利的是，除了代表距離的信息之外，還將分別代表與每個(gè)第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的表面單元的反射率、陰影圖的空間中的第一點(diǎn)的地點(diǎn)、和與每個(gè)第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的表面單元上的法線的信息存儲(chǔ)在陰影圖11中。因此，表面S'對(duì)應(yīng)于表示S在陰影圖的空間中的表示。陰影圖的使用具有減少估計(jì)虛擬環(huán)境接收的光量所需的計(jì)算，因此減少估計(jì)虛擬環(huán)境的一點(diǎn)接收的光量所需的計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)。由于陰影圖，為了知道虛擬環(huán)境的一點(diǎn)被光源10照亮還是未被光源10照亮，只要知道將這個(gè)點(diǎn)與光源分開的距離以及所屬的入射方向就足夠了。因此，沒有必要計(jì)算一方面是由該點(diǎn)和光源形成的直線與另一方面是虛擬環(huán)境的物體之間的交點(diǎn)，這減少了所需的計(jì)算。圖2示出了將第一點(diǎn)一起分組成因此包含被光源10照亮的幾個(gè)點(diǎn)和能夠反射接收入射光的多個(gè)點(diǎn)的組(groups of points)的表示在圖1中的虛擬環(huán)境1。這樣的第一點(diǎn)分組具有減少估計(jì)全局照明所需的計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，為了估計(jì)虛擬環(huán)境1的全局照明， 將虛擬環(huán)境的每個(gè)第一點(diǎn)當(dāng)作能夠間接照亮虛擬環(huán)境的一個(gè)或幾個(gè)其它點(diǎn)的間接光源。就計(jì)算能力和/或時(shí)間而言，隨著入射光源的數(shù)量增加，這樣反射的計(jì)算甚至更加昂貴。考慮到間接照亮在表面上稍有變化，以及表面上的照亮變化直接與相對(duì)于相鄰表面的距離有關(guān)，可以在保證照亮虛擬環(huán)境的質(zhì)量的同時(shí)，通過相干地將它們分組來減少反射入射光的源(source)的數(shù)量。對(duì)于間接光的每個(gè)源，也就是說，對(duì)于反射接收入射光的每個(gè)源，也就是說，對(duì)于表面S的每個(gè)第一點(diǎn)(或如果在陰影圖的空間中，表面S'的每個(gè)源)，評(píng)估到所考慮光源周圍的表面S(相應(yīng)地，S')的第一點(diǎn)的平均距離。為此，以及為了加速計(jì)算，在世界空間中(相對(duì)地，在陰影圖的空間中)取樣屬于表面S(相應(yīng)地，S')的間接光源的鄰居的第一點(diǎn)。然后，根據(jù)它們的相對(duì)地點(diǎn)，計(jì)算所考慮的間接光源與相鄰第一點(diǎn)之間的平均距離。所謂間接光源的鄰居應(yīng)該理解為屬于處在相對(duì)于間接光源小于閾值的距離上，例如，在小于25cm、50cm或Im的距離上的表面S(相應(yīng)地，S')的該組第一點(diǎn)。按照另一個(gè)示例，間接光源的鄰居通過將間接光源作為原點(diǎn)和形成處在間接光源上方，也就是說，處在與間接光源相關(guān)聯(lián)的表面單元上方的半球的該組方向來定義。因此，當(dāng)形成半球的方向之一遇到表面S (相應(yīng)地，S')的第一點(diǎn)時(shí)，計(jì)算間接光源與這個(gè)第一點(diǎn)之間的距離。有利的是，對(duì)于所考慮的間接光源與相鄰第一點(diǎn)之間的平均距離的估計(jì)，不考慮如此計(jì)算的和大于閾值(例如，25cm、50cm或Im)的距離。一旦考慮了平均距離，就將屬于表面S (或S') 的間接光的源周圍的第一點(diǎn)分組在一起，借助于所考慮的間接光源分組的第一點(diǎn)是處在相對(duì)于間接光源小于給定閾值(例如，小于包含在平均距離的0到1倍之間，但不包括0的任何距離)的距離上的那些點(diǎn)。分組虛擬環(huán)境1的第一點(diǎn)的多個(gè)點(diǎn)的組有利地通過圓盤221 到22i，231到23i或251到253表示出來，這些圓盤將間接光的源作為中心，將值與源的鄰居的第一點(diǎn)相對(duì)于所考慮的間接光源的平均距離成正比的半徑作為半徑。對(duì)每個(gè)第一點(diǎn)， 也就是說，虛擬環(huán)境1的間接光的每個(gè)源，有利地迭代這些運(yùn)算，直到形成間接光的源盤的一組多個(gè)點(diǎn)的組，然后使圓盤的數(shù)量等于第一點(diǎn)的數(shù)量。按照一種變型，對(duì)許多第一點(diǎn)，也就是說，虛擬環(huán)境的間接光的源迭代這些運(yùn)算。按照這種變型，圓盤的數(shù)量小于第一點(diǎn)的數(shù)量。按照這種變型，例如，取出10個(gè)當(dāng)中的一個(gè)第一點(diǎn)，為這種變型而選擇的第一點(diǎn)，例如， 均勻分布在表面S(S')上。通過將間接光的這些源盤投影在由光錐101形成和與光源10 的主照亮方向垂直的表面上，獲得發(fā)出間接光21的盤圖。與每個(gè)圓盤相關(guān)聯(lián)的反射性質(zhì)有利地對(duì)應(yīng)于屬于該圓盤的第一點(diǎn)的平均反射率。按照一種變型，多個(gè)點(diǎn)的組的形式不同于圓盤，而是，例如，正方形表面、長(zhǎng)方形表面、橢圓形表面或任何幾何形狀的任何其它表面。圖3示出了將多個(gè)點(diǎn)的組(或圓盤)分組成因此包含幾個(gè)第一點(diǎn)的幾個(gè)組的多個(gè)點(diǎn)的第二組的顯示在圖2中的虛擬環(huán)境1。這樣的點(diǎn)分組具有甚至更加減少估計(jì)全局照明所需的計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)。按照第一實(shí)施例，按如下形成多個(gè)點(diǎn)的第二組。選擇發(fā)光盤圖的第一圓盤。逐個(gè)測(cè)試所選圓盤周圍的圓盤，以確定是否必須將它們與第一圓盤分組。如果滿足如下條件，則將圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)加入第一圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)中-要加入的圓盤的地點(diǎn)處在相對(duì)于第一圓盤的中心小于閾值，例如，第一圓盤的半
6徑的兩倍或三倍的距離上；以及-要加入的圓盤的取向并非與第一圓盤的取向大不相同。如果要加入的圓盤未滿足這些條件，則不將圓盤加入第一圓盤中。如果要加入的圓盤滿足這些條件，則將它加入第一圓盤中，并且分組在一起的兩個(gè)圓盤形成第二組，其中心對(duì)應(yīng)于構(gòu)成它的兩個(gè)圓盤的重心。然后，測(cè)試另一個(gè)圓盤，以知道是否應(yīng)該將它加入如此形成的第二組中。一旦與第一圓盤接近和滿足上面規(guī)定的條件的所有圓盤都加入第二組中，就選擇不屬于該第二組的發(fā)光盤圖當(dāng)中的另一個(gè)圓盤，依次測(cè)試周圍的圓盤是否加入以形成另一個(gè)第二組。因此，逐步地，發(fā)光盤圖的所有圓盤都得到測(cè)試，并分組成第二組。然后，通過如下定義新形成的第二組-第二組的中心和取向?qū)?yīng)于形成多個(gè)點(diǎn)的第二組321的多個(gè)點(diǎn)的組(或圓盤)231到235的中心和取向的平均值；-多個(gè)點(diǎn)的第二組的半徑以包含加入第二組中的所有圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)的方式選擇；以及-多個(gè)點(diǎn)的第二組的反射率有利地對(duì)應(yīng)于包含它的每個(gè)圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)的反射率的加權(quán)平均值，將加權(quán)與，例如，多個(gè)點(diǎn)的組的大小相聯(lián)系(例如，在多個(gè)點(diǎn)的組是圓盤的情況下，按照半徑)。因此，多個(gè)點(diǎn)的第二組D1321分組圓盤231到235，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組321的重心用點(diǎn)32表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D2331分組圓盤236到23i，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組331的重心用點(diǎn)33表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D3341分組圓盤251到253，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組341 的重心用點(diǎn)34表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D4351分組圓盤223到22i，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組351 的重心用點(diǎn)35表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D5361分組圓盤221到222，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組361 的重心用點(diǎn)36表示。按照第二實(shí)施例，為了產(chǎn)生這樣的分組，將間接發(fā)光盤圖細(xì)分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包含第一點(diǎn)的幾個(gè)圓盤。目的是為每個(gè)區(qū)域獲取分組所考慮的區(qū)域的第一點(diǎn)的一個(gè)或幾個(gè)圓盤的唯一多個(gè)點(diǎn)的第二組321、331、341、351、361。在每個(gè)區(qū)域中，選擇屬于這個(gè)區(qū)域的發(fā)光盤圖的第一圓盤(例如，圓盤231)。然后，為了確定必須將該區(qū)域的圓盤032到235) 加入還是不加入這個(gè)第一圓盤031)中，定義分組規(guī)則，該規(guī)則規(guī)定如果滿足如下條件，就可以將一組第一點(diǎn)(或圓盤)加入第一圓盤中，以形成所考慮的區(qū)域的第二點(diǎn)組-要加入的多個(gè)點(diǎn)的組(或圓盤)的地點(diǎn)處在相對(duì)于第二組的中心小于閾值，例如，第一圓盤的半徑的兩倍或三倍的距離上；以及-要加入的多個(gè)點(diǎn)的組的取向并非與第一圓盤的取向大不相同。如果要加入的圓盤(或多個(gè)第一點(diǎn)的組)未滿足這條規(guī)則，則從正在考慮的區(qū)域中刪除該多個(gè)第一點(diǎn)的組。如果要加入的多個(gè)點(diǎn)的組(例如，232)滿足這條規(guī)則，則修改多個(gè)點(diǎn)的第二組(例如，321)，以便除了該區(qū)域的第一圓盤231的貢獻(xiàn)之外，包括要加入的圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)232的貢獻(xiàn)。在對(duì)正在考慮的區(qū)域的該組圓盤231到235測(cè)試上面規(guī)定的規(guī)則結(jié)束時(shí)， 使如此形成的多個(gè)點(diǎn)的第二組獲得如下-第二組的中心和取向?qū)?yīng)于形成多個(gè)點(diǎn)的第二組321的多個(gè)點(diǎn)的組231到235 的中心和取向的平均值；
-延伸多個(gè)點(diǎn)的第二組的半徑以包含加入第二組中的所有多個(gè)點(diǎn)的組；以及-對(duì)于第二組的反射率的估計(jì)，考慮要加入的多個(gè)點(diǎn)的組231的反射率。在分組多個(gè)第一點(diǎn)的組以便形成多個(gè)點(diǎn)的第二組結(jié)束時(shí)，多個(gè)點(diǎn)的第二組的反射率有利地對(duì)應(yīng)于包含它的每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組的反射率的加權(quán)平均值，將加權(quán)與，例如，組的大小相聯(lián)系(例如， 在多個(gè)點(diǎn)的組是圓盤的情況下，作為半徑的函數(shù))。將發(fā)光盤圖細(xì)分成幾個(gè)區(qū)域具有一開始就定義多個(gè)點(diǎn)的第二組的數(shù)量，以及定義哪些圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)有可能形成給定多個(gè)點(diǎn)的第二組的優(yōu)點(diǎn)。這特別是能夠在限制分組可能性的同時(shí)，簡(jiǎn)化將圓盤分組成多個(gè)點(diǎn)的第二組所需的計(jì)算。發(fā)光盤圖的細(xì)分區(qū)域的數(shù)量是可以由，例如，用戶調(diào)整和預(yù)定的參數(shù)。因此，多個(gè)點(diǎn)的第二組D1321分組圓盤231到235，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組321的重心用點(diǎn)32表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D2331分組圓盤236到23i，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組331的重心用點(diǎn)33表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D3341分組圓盤251到253，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組341 的重心用點(diǎn)34表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D4351分組圓盤223到22i，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組351 的重心用點(diǎn)35表示。多個(gè)點(diǎn)的第二組D5361分組圓盤221到222，這個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組361 的重心用點(diǎn)36表示。圖4A和5示出了按照本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，考慮到光源10照亮的虛擬環(huán)境 1的物體12，13，和15接收的入射光的反射地估計(jì)虛擬環(huán)境1的一個(gè)點(diǎn)43接收的光量的方法。圖4A示出了如從視點(diǎn)40，例如，虛擬環(huán)境1的觀眾看過去的圖1的虛擬環(huán)境1。按照?qǐng)D4A的例子，觀眾40按照觀察方向42觀看虛擬環(huán)境1的點(diǎn)P 43，點(diǎn)P 43對(duì)應(yīng)于觀察方向42與這個(gè)將視點(diǎn)40作為原點(diǎn)的觀察方向遇到的虛擬環(huán)境1的第一物體，即，物體14 之間的交點(diǎn)。為了顯示從視點(diǎn)40的虛擬環(huán)境1，點(diǎn)P 43接收的光量包含從光源10接收的光量、和通過反射從光源10接收的光參與點(diǎn)P的間接照亮的虛擬環(huán)境1的第一點(diǎn)反射的光量。為此，定義分組從視點(diǎn)40可見的虛擬環(huán)境1的所有點(diǎn)的表面Si。然后，從與表面Sl 相關(guān)聯(lián)的一項(xiàng)遮擋信息中定義通過反射這些第一點(diǎn)接收的入射光參與點(diǎn)P43的間接照亮的虛擬環(huán)境1的第一點(diǎn)。為此，對(duì)于虛擬環(huán)境1的每個(gè)第一點(diǎn)，估計(jì)將所考慮的第一點(diǎn)作為原點(diǎn)、通過將所考慮的第一點(diǎn)與點(diǎn)P 43連接的直線定義的方向是否存在與表面Sl的交點(diǎn)。 如果前面定義的方向存在與表面Sl的交點(diǎn)，那么存在遮擋，所考慮的第一點(diǎn)不是第一點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)的部分。在相反情況下，也就是說，如果前面定義的方向不存在與表面Sl的交點(diǎn)，那么不存在遮擋，所考慮的第一點(diǎn)是第一點(diǎn)對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)的部分。這顯示在圖5中。圖5示出了將第一點(diǎn)作為原點(diǎn)的一方面是第一點(diǎn)(也就是說，能夠?qū)墓庠?0接收的入射光反射到虛擬環(huán)境的其它點(diǎn))與另一方面是點(diǎn)P 43之間的方向。因此，方向51代表多個(gè)點(diǎn)的第二組D1321到點(diǎn)P 43的主反射方向。方向52代表多個(gè)點(diǎn)的第二組D4351到點(diǎn)P 43的主反射方向。方向53代表多個(gè)點(diǎn)的第二組D3341到點(diǎn)P 43的主反射方向。從圖5中可清楚看出，方向51和52不存在與表面Sl的交點(diǎn)(由從視點(diǎn)40可見的多個(gè)點(diǎn)的組定義)，而方向53存在與S2的交點(diǎn)。這表示多個(gè)點(diǎn)的第二組D1321和D4351通過反射從光源10接收的入射光對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)，而多個(gè)點(diǎn)的第二組D3341對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮沒有貢獻(xiàn)。圖5示出了分組成組然后分組成第二組的虛擬環(huán)境1的第一點(diǎn)。對(duì)間接照亮有貢獻(xiàn)的第一點(diǎn)(如圖1所示)或多個(gè)點(diǎn)的組(如圖2所示)的確定以相同方式進(jìn)行。按照第一實(shí)施例，在世界空間中，也就是說，在虛擬環(huán)境的空間中，從所考慮的點(diǎn) (和/或代表多個(gè)點(diǎn)的組的點(diǎn)，例如，多個(gè)點(diǎn)的組的重心或中心)的幾何坐標(biāo)中進(jìn)行對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)的第一點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn)的組或多個(gè)點(diǎn)的第二組)的確定。箭頭44代表圓盤(或多個(gè)點(diǎn)的組)231到235接收的入射光到點(diǎn)P 43的反射。按照第二實(shí)施例。在深度圖41的空間中進(jìn)行對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)的第一點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn)的組或多個(gè)點(diǎn)的第二組)的確定。按照這個(gè)第二實(shí)施例，如從視點(diǎn)40看過去那樣顯示虛擬環(huán)境1。將代表如從視點(diǎn)40看過去的虛擬環(huán)境1的信息存儲(chǔ)在深度圖41中。 有利的是，對(duì)于從該視點(diǎn)的虛擬環(huán)境1的每個(gè)可見點(diǎn)，深度圖包含代表將視點(diǎn)40與所考慮的可見點(diǎn)分開的距離的一項(xiàng)信息。圖4B示出了按照本發(fā)明一個(gè)特定實(shí)施例的這樣深度圖 41。代表距離的信息用向量410到41i表示，向量410到41i的法線等于視點(diǎn)40與所考慮的可見點(diǎn)之間的距離。因此，深度圖由投影在由，例如，代表視點(diǎn)40的視場(chǎng)的錐體形成和與視點(diǎn)40的觀察方向垂直的表面上的與虛擬環(huán)境1的可見點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)點(diǎn)組成。代表深度，也就是說，視點(diǎn)/可見點(diǎn)距離的一項(xiàng)信息與深度圖的每個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。通過連接由代表深度的向量的末端形成的陰影圖的每個(gè)點(diǎn)，獲得代表如從視點(diǎn)40的環(huán)境的該可見多個(gè)點(diǎn)的組的表面Sl'。這個(gè)表面Sl'與表面Sl—樣，代表包含點(diǎn)P43的從視點(diǎn)看過去的環(huán)境的該可見多個(gè)點(diǎn)的組。為了確定哪些是對(duì)點(diǎn)P的間接照亮有貢獻(xiàn)的的第一點(diǎn)，方法與針對(duì)圖4A的第一實(shí)施例所述的方法相同。將一項(xiàng)遮擋信息與表面Sl'相聯(lián)系，為了確定第一點(diǎn)是否對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)，只要確定與將第一點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn)的組或多個(gè)點(diǎn)的第二組)作為第一端點(diǎn)和將點(diǎn)P作為第二端點(diǎn)的直線相對(duì)應(yīng)的方向是否存在與表面Sl'的交點(diǎn)就足夠了。在存在交點(diǎn)的情況下，所考慮的第一點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn)的組或多個(gè)點(diǎn)的第二組)對(duì)點(diǎn)P的間接照亮沒有貢獻(xiàn)，而在相反情況下，對(duì)點(diǎn)P 43的間接照亮有貢獻(xiàn)。為了獲得點(diǎn)P接收的光量，還需相加對(duì)點(diǎn)P的間接照亮有貢獻(xiàn)的每個(gè)第一點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn)的組或多個(gè)點(diǎn)的第二組)反射的光量，第一點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn)的組或多個(gè)點(diǎn)的第二組) 反射的光量是按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的任何方法，從第一點(diǎn)接收的入射光量和與所考慮的第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的反射率信息中獲得的。為了獲得點(diǎn)P接收的總光量，如果點(diǎn)P也是光環(huán)境的第一點(diǎn)，也就是說，光源直接照亮的點(diǎn)，則還必須加入從光源接收的入射光量。為了獲得按照觀察方向42觀看虛擬環(huán)境1的觀眾接收的光量，只要將與點(diǎn)P 43 相關(guān)聯(lián)的反射率函數(shù)乘以點(diǎn)P接收的總光量就足夠了。最后，為了確定觀眾40接收的總光量，必須估計(jì)和累加按照每個(gè)觀察方向接收的光量。圖6示意性地示出了適用于估計(jì)在虛擬環(huán)境1的一個(gè)點(diǎn)上接收的光量和生成一個(gè)或幾個(gè)圖像的顯示信號(hào)的硬件實(shí)施例。設(shè)備6對(duì)應(yīng)于，例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)PC、膝上型電腦或游戲控制臺(tái)。設(shè)備6包含通過也傳輸時(shí)鐘信號(hào)的地址和數(shù)據(jù)的總線65相互連接的如下單元-微處理器61(或CPU)；-包含如下的圖形卡62:·幾個(gè)圖形處理單元(或GPU) 620 ；以及·圖形隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(GRAM) 621 ；
-R0M(只讀存儲(chǔ)器)型的非易失性存儲(chǔ)器66 ；-隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器或RAM67 ；-像，例如，鍵盤、鼠標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭那樣的一個(gè)或幾個(gè)I/O(輸入/輸出)設(shè)備64 ； 以及-電源68。設(shè)備6還包含直接與圖形卡62連接的顯示屏類型的顯示設(shè)備63，特別是，例如， 實(shí)時(shí)顯示在圖形卡中計(jì)算和構(gòu)建的合成圖像。使用專用總線將顯示設(shè)備63與圖形卡62連接提供了具有大得多數(shù)據(jù)傳輸位速率，因此縮短了顯示圖形卡構(gòu)建的圖像的等待時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。按照一種變型，顯示設(shè)備在設(shè)備6的外部，通過傳輸顯示信號(hào)的線纜與設(shè)備6連接。設(shè)備6，例如，圖形卡62包含適合將顯示信號(hào)傳輸?shù)较?，例如，IXD(液晶顯示)或等離子體屏幕或視頻投影機(jī)那樣的外部顯示部件的傳輸或連接部件(在圖4中未示出)。應(yīng)該注意到，用在存儲(chǔ)器62，66和67的描述中的詞語(yǔ)“寄存器”表示所提及的每個(gè)存儲(chǔ)器中，小容量的存儲(chǔ)區(qū)(一些二進(jìn)制數(shù)據(jù))以及大容量的存儲(chǔ)區(qū)(能夠存儲(chǔ)整個(gè)程序或使代表數(shù)據(jù)的所有或部分?jǐn)?shù)據(jù)能夠被計(jì)算或顯示)。當(dāng)接通電源時(shí)，微處理器61加載和執(zhí)行包含在RAM 67中的程序的指令。特別是，隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器67顯著包含-在寄存器630中，負(fù)責(zé)接通設(shè)備6的微處理器61的操作程序；以及-代表虛擬環(huán)境1的參數(shù)671(例如，虛擬環(huán)境1的建模參數(shù)、虛擬環(huán)境1的照亮參數(shù))。將實(shí)現(xiàn)本發(fā)明特有的和下文所述的方法的步驟的算法存儲(chǔ)在與實(shí)現(xiàn)這些步驟的設(shè)備6相關(guān)聯(lián)的圖形卡62的存儲(chǔ)器GRAM 67中。當(dāng)接通電源時(shí)，一旦將代表環(huán)境的參數(shù) 670加載入RAM 67中，圖形卡62的圖形處理器620就將這些參數(shù)加載入GRAM 621中，并以使用，例如，HLSL (高級(jí)著色語(yǔ)言)語(yǔ)言或GLSL (OpenGL著色語(yǔ)言)的“著色器”型的微程序的形式執(zhí)行這些算法的指令。特別是，隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器GRAM 621顯著包含-在寄存器6210中，代表虛擬環(huán)境1的參數(shù)；-代表光源與虛擬環(huán)境1的照亮點(diǎn)之間的第一距離的值6211；-代表視點(diǎn)與從這個(gè)視點(diǎn)可見的虛擬環(huán)境1的點(diǎn)之間的第二距離的值6212；-代表虛擬環(huán)境1按照一個(gè)或幾個(gè)入射方向接收的入射光量的值6213；-代表在虛擬環(huán)境1的一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)接收的光量的值6214；以及-代表虛擬環(huán)境1的一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)的組的參數(shù)6215(例如，組成的第一點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)的組、每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組覆蓋的表面上的法線、與每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組相聯(lián)系的一項(xiàng)反射率信息、 每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組的中心或重心的地點(diǎn))。按照一種變型，如果可用在GRAM 621中的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間不足，CPU 61指定RAM 67的一部分來存儲(chǔ)數(shù)值6211到6214和參數(shù)6215。但是，在構(gòu)建從包含在GPU中的微程序中構(gòu)建的包含環(huán)境1的表示的圖像時(shí)，這種變型使等待時(shí)間更長(zhǎng)，因?yàn)楸仨毻ㄟ^總線65將數(shù)據(jù)從圖形卡傳輸?shù)诫S機(jī)訪問存儲(chǔ)器67，而總線65的傳輸容量一般次于可用在圖形卡中將數(shù)據(jù)從GPU傳輸?shù)紾RAM的傳輸容量，反之亦然。按照另一種變型，電源68在設(shè)備6的外部。
圖7示出了按照本發(fā)明的非限制性特別有利實(shí)施例，在設(shè)備6中實(shí)現(xiàn)的估計(jì)在虛擬環(huán)境的點(diǎn)P中接收的光量的方法。在初始化步驟70期間，更新設(shè)備6的不同參數(shù)。尤其，以任何方式初始化代表虛擬環(huán)境1的參數(shù)。然后，在步驟71期間，為光源照亮的虛擬環(huán)境的每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組估計(jì)從光源接收的入射光量。虛擬環(huán)境包含被光源照亮的一組點(diǎn)，這些照亮點(diǎn)被叫做第一點(diǎn)。在第一實(shí)施例中，每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組包含唯一的第一點(diǎn)，對(duì)每個(gè)第一點(diǎn)進(jìn)行接收的入射光量的估計(jì)。按照一種變型，至少一些多個(gè)點(diǎn)的組包含幾個(gè)第一點(diǎn)。在為虛擬環(huán)境的每個(gè)第一點(diǎn)估計(jì)了將這個(gè)第一點(diǎn)與其周圍點(diǎn)的其它第一點(diǎn)分開的距離之后，重新分組屬于相同多個(gè)點(diǎn)的組的第一點(diǎn)。一旦估計(jì)出了這些距離，就為虛擬環(huán)境的每個(gè)第一點(diǎn)估計(jì)代表將所考慮的第一點(diǎn)與其相鄰區(qū)域的其它第一點(diǎn)分開的距離的平均距離的值。然后，根據(jù)代表估計(jì)的平均距離的值以及根據(jù)代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)和它們的取向的信息(也就是說，根據(jù)與每個(gè)第一點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的表面單元上的法線)，將第一點(diǎn)重新分組成一個(gè)或幾個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組。一旦第一點(diǎn)被重新分組成多個(gè)點(diǎn)的組，將代表該多個(gè)點(diǎn)的組的取向(也就是說，該多個(gè)點(diǎn)的組覆蓋的表面上的法線)的一項(xiàng)信息，以及代表該多個(gè)點(diǎn)的組的地點(diǎn)的一項(xiàng)信息(例如，如果該多個(gè)點(diǎn)的組形成圓盤，則對(duì)應(yīng)于該多個(gè)點(diǎn)的組的中心的地點(diǎn)，或如果該多個(gè)點(diǎn)的組呈現(xiàn)除了圓盤形式的其它形式，則對(duì)應(yīng)于該多個(gè)點(diǎn)的組的重心)與每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組相聯(lián)系。按照第二種變型，重新分組包含幾個(gè)點(diǎn)的至少一些多個(gè)點(diǎn)的組，以形成包含在第一種變型中確定的幾個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組的一個(gè)或幾個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組。被選來重新分組以形成一個(gè)或幾個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組的多個(gè)點(diǎn)的組是按照與這些多個(gè)點(diǎn)的組的每一個(gè)相聯(lián)系的取向和地點(diǎn)信息選擇的。一旦形成多個(gè)點(diǎn)的第二組，對(duì)多個(gè)點(diǎn)的組接收的光量的估計(jì)就對(duì)應(yīng)于對(duì)重新分組多個(gè)點(diǎn)的組形成的多個(gè)點(diǎn)的第二組接收的光量的估計(jì)。然后，在步驟72期間，確定重新分組從給定視點(diǎn)可見的虛擬環(huán)境1的多個(gè)點(diǎn)的組的表面，為其確定接收的光量的點(diǎn)P屬于這個(gè)表面。然后，在步驟73期間，在多個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組當(dāng)中(和/或在多個(gè)多個(gè)點(diǎn)的第二組當(dāng)中)確定一個(gè)或幾個(gè)多個(gè)第一點(diǎn)的組，確定的第一組是通過反射接收的入射光對(duì)點(diǎn)P的照亮有貢獻(xiàn)的那些第一組。這種確定是按照在步驟72中定義的虛擬環(huán)境的可見點(diǎn)進(jìn)行的。 如果將多個(gè)點(diǎn)的組與點(diǎn)P連接的直線與可見點(diǎn)的表面沒有交點(diǎn)，則認(rèn)為該多個(gè)點(diǎn)的組對(duì)點(diǎn) P的照亮有貢獻(xiàn)。在這條直線與可見點(diǎn)的表面有交點(diǎn)的情況下，則認(rèn)為該多個(gè)點(diǎn)的組對(duì)點(diǎn)P 的照亮沒有貢獻(xiàn)。為了確定在直線與可見點(diǎn)的表面之間是否有交點(diǎn)，使用在世界空間中考慮的點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。按照一種變型，為了減少計(jì)算，在與虛擬環(huán)境1和所考慮的視點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的深度圖的空間中進(jìn)行交點(diǎn)是否存在的確定所需的計(jì)算。最后，在步驟74期間，從對(duì)點(diǎn)P的照亮有貢獻(xiàn)的每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組接收的入射光量中以及從與對(duì)點(diǎn)P的照亮有貢獻(xiàn)的每個(gè)多個(gè)點(diǎn)的組相關(guān)聯(lián)的一項(xiàng)反射率信息中估計(jì)點(diǎn)P接收的光量。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于前面所述的實(shí)施例。尤其，本發(fā)明不局限于估計(jì)在虛擬環(huán)境的一點(diǎn)P上接收的光量的方法，而是可擴(kuò)展到實(shí)現(xiàn)這種方法的任何設(shè)備，特別是包含至少一個(gè)GPU的任何設(shè)備。估計(jì)點(diǎn)P接收的光量所需的計(jì)算的實(shí)現(xiàn)不局限于在著色器型微程序中的實(shí)現(xiàn)方式，而是可推廣到在任何程序
11類型，例如，可以由CPU型微處理器執(zhí)行的程序中的實(shí)現(xiàn)方式。本發(fā)明的使用不局限于實(shí)時(shí)使用，而是可擴(kuò)展到任何其它使用，例如，為了顯示， 例如，合成圖像而在錄制室中進(jìn)行的稱為后期制作處理的處理。在后期制作中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供了在縮小所需計(jì)算時(shí)間的同時(shí)，特別是在真實(shí)性方面提供了極好視覺顯示的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還涉及在二維中或在三維中構(gòu)建視頻圖像的方法，為此計(jì)算從一個(gè)視點(diǎn)可見的任何點(diǎn)P按照幾個(gè)觀察方向接收的光量，并且將代表所得的光量的信息用于顯示圖像的像素，每個(gè)像素對(duì)應(yīng)于一個(gè)觀察方向。重新計(jì)算通過圖像的每個(gè)像素顯示的計(jì)算光量值， 以適合觀眾的不同視點(diǎn)。本發(fā)明可以用在，例如，視頻游戲應(yīng)用中，無(wú)論經(jīng)由可以在PC或便攜式計(jì)算機(jī)中執(zhí)行的程序還是在實(shí)時(shí)產(chǎn)生和顯示圖像的專門游戲控制臺(tái)中。參照?qǐng)D4所述的設(shè)備4可以有利地配有像鍵盤和/或操縱桿那樣的交互部件，像，例如，語(yǔ)音識(shí)別那樣發(fā)出命令的其它模式也是可以的。
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)在虛擬環(huán)境(1)的一點(diǎn)上接收的光量的方法，所述虛擬環(huán)境(1)包含光源(10)照亮的多個(gè)第一點(diǎn)(121到12i，131到13i，151到153)，所述第一點(diǎn)形成每一個(gè)包含至少一個(gè)第一點(diǎn)的多個(gè)組，其特征在于，所述方法包含如下步驟-為每個(gè)組估計(jì)(71)接收的入射光量；-估計(jì)m分組從一個(gè)視點(diǎn)GO)可見的虛擬環(huán)境的至少一些點(diǎn)的表面(41)，所述表面包含所述點(diǎn)H43)；-按照與所述表面Gl)相關(guān)聯(lián)的至少一項(xiàng)遮擋信息，估計(jì)通過反射從所述光源接收的入射光對(duì)所述點(diǎn)的照亮有貢獻(xiàn)的所述多個(gè)組的至少一個(gè)第一組(321，351)；以及-按照與所述至少一個(gè)第一組相關(guān)聯(lián)的至少一項(xiàng)反射率信息，從所述至少一個(gè)第一組 (321,351)接收的入射光量中估計(jì)所述點(diǎn)P 接收的光量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面Gl)是從代表分開從所述視點(diǎn) (40)可見的虛擬環(huán)境的每個(gè)點(diǎn)和所述視點(diǎn)GO)的距離的深度圖中估計(jì)的。
3.如權(quán)利要求1至2之一所述的方法，其特征在于，它還包含為每個(gè)第一點(diǎn)估計(jì)代表將每個(gè)第一點(diǎn)與其相鄰區(qū)域的多個(gè)第一點(diǎn)分開的距離的平均值的步驟，所述第一點(diǎn)是按照所述估計(jì)值和代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)和取向的信息分組成所述組的，代表所述組的取向的一項(xiàng)取向信息和代表所述組的地點(diǎn)的一項(xiàng)地點(diǎn)信息與每個(gè)組相關(guān)聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，它還包含如下步驟-為每個(gè)第一點(diǎn)估計(jì)代表將每個(gè)第一點(diǎn)與其相鄰區(qū)域的多個(gè)第一點(diǎn)分開的距離的平均值；-按照所述估計(jì)值和代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)和取向的信息將所述第一點(diǎn)分組成多個(gè)第二組，代表所述第二組的取向的一項(xiàng)取向信息和代表所述第二組的地點(diǎn)的一項(xiàng)地點(diǎn)信息與每個(gè)第二組相關(guān)聯(lián)；以及-通過按照所述第二組的所述取向和地點(diǎn)信息重新分組所述第二組生成所述組。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過估計(jì)按照入射方向?qū)⑺龉庠磁c所述第一點(diǎn)分開的第一距離獲取所述代表第一點(diǎn)的地點(diǎn)的信息，將所述第一估計(jì)距離存儲(chǔ)在與所述虛擬環(huán)境(1)和所述光源(10)相關(guān)聯(lián)的陰影圖(11)中。
6.如權(quán)利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，它包含估計(jì)將所述視點(diǎn)與從所述視點(diǎn)可見的環(huán)境的所述點(diǎn)分開的第二距離的步驟，將所述第二估計(jì)距離存儲(chǔ)在與所述虛擬環(huán)境(1)和所述視點(diǎn)GO)相關(guān)聯(lián)的深度圖Gl)中，從所述第二估計(jì)距離中獲取所述至少一項(xiàng)遮擋信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種估計(jì)在虛擬環(huán)境(1)的一點(diǎn)P(43)上接收的光量的方法，所述虛擬環(huán)境(1)包含光源(10)照亮的幾個(gè)第一點(diǎn)，所述第一點(diǎn)形成每一個(gè)包含至少一個(gè)第一點(diǎn)的多個(gè)組。所述方法包含如下步驟為每個(gè)組估計(jì)接收的入射光量；估計(jì)分組從一個(gè)視點(diǎn)(40)可見的虛擬環(huán)境的至少一些點(diǎn)的包含點(diǎn)P(43)的表面；按照與所述表面相關(guān)聯(lián)的至少一項(xiàng)遮擋信息，估計(jì)通過反射從所述光源(10)接收的入射光對(duì)所述點(diǎn)P(43)的照亮有貢獻(xiàn)的所述多個(gè)組的至少一個(gè)第一組(321，351)；以及按照與所述至少一個(gè)第一組相關(guān)聯(lián)的至少一項(xiàng)反射率信息，從所述至少一個(gè)第一組(321，351)接收的入射光量中估計(jì)所述點(diǎn)P(43)接收的光量。
文檔編號(hào)G06T15/50GK102446365SQ20111029377
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者J-E.馬維, P.高特龍 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司