基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化研究

作     者：刘颖 陆后军 苌道方 Liu Ying;Lu Houjun;Chang Daofang

作者机构：上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2021年第58卷第4期

页      面：118-127页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：上海临港地区智能制造产业专项(ZN2018010105) 

主　　题：图像处理 光线投射 室内烟雾 采样频率 线性插值 

摘      要：针对传统光线投射算法在三维场景中绘制大量烟雾数据时存在计算资源消耗大、绘制速度缓慢等一系列问题,提出一种基于改进光线投射算法的室内烟雾可视化方法。将三维数据场按照统一大小划分成均匀的数据块,求出光线穿越数据块时入射点和出射点的中点位置,利用视点和中点之间的距离比例来调整采样频率,从而获得重采样点的位置。再通过对光线上的重采样点进行分级分组操作,对处于不同级别的采样点采取不同的插值策略,最后使用图像合成算法完成光线上重采样点数据值的映射,得到室内烟雾的渲染效果。实验结果表明,该方法是可行且有效的,与现有的光线投射算法相比,在保证绘制图像真实性和稳定性的前提下,改进过后的光线投射算法极大地减少了渲染过程中重采样和线性插值时的计算量,同时帧率能够稳定保持在75frame·s^(-1)左右,可满足不同室内场景下烟雾的实时绘制要求。