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作者机构：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 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 北京众绘虚拟现实技术研究院有限公司北京101300
出 版 物：《软件学报》 (Journal of Software)
年 卷 期：2023年第34卷第8期
页 面：3757-3773页
核心收录：
学科分类：08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
基 金：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)。
主 题：次表面散射 半透明材质 真实感渲染 函数拟合 实时渲染
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.
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