在研究光照模型的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了延遲光照技術(shù)和高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)技術(shù)，并研究了基于高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)的延遲光照技術(shù)，在延遲光照的后處理階段引入高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)，發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，基于GPU實(shí)現(xiàn)了加速繪制。實(shí)驗(yàn)證明，使用基于高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)的延遲光照技術(shù)，表現(xiàn)的場(chǎng)景更加真實(shí)，細(xì)節(jié)表現(xiàn)更加豐富。在延遲光照中，使用高動(dòng)態(tài)范圍技術(shù)，雖然降低了繪制速度，但仍然達(dá)到了25FP/s。
關(guān) 鍵 詞 延遲光照; 高動(dòng)態(tài)范圍; 色調(diào)映射;

光照模型及其繪制方程
在三維復(fù)雜場(chǎng)景中，表現(xiàn)圖形真實(shí)感的繪制技術(shù)主要涉及幾何場(chǎng)景、物體材質(zhì)和光照模型三個(gè)方面。光照模型描述的是光源與被繪制模型表面的顏色的關(guān)系，可以分為局部光照模型和全局光照模型。
文獻(xiàn)[1]提出了繪制方程(Rendering Equation)，該繪制方程根據(jù)光從一點(diǎn)照射到另一點(diǎn)的亮度，以及從其他所有照射到第一點(diǎn)并被反射到第二點(diǎn)的光亮度，表示光從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的轉(zhuǎn)換。文獻(xiàn)[1]將此繪制方程表示為：
(,)(,)[(,)(,,)(,)d]sIxxgxxxxxxxIxxxερ′′′′′′′′′=+∫ (1)
式中 x、x′和x"是環(huán)境中的點(diǎn)；I(x,x′)是從x′到x的亮度；g(x,x′)是幾何形狀項(xiàng)指由x'發(fā)射到x的光的亮度，當(dāng)x與x'相互不可見(jiàn)時(shí)為0，可見(jiàn)時(shí)為1/r2( r是x與x'之
間的距離)。方程對(duì)所有面S上的所有點(diǎn)進(jìn)行積分，ρ(x, x', x")是從x"反射并經(jīng)由x′發(fā)射到x的光的亮度(包括鏡面反射和漫反射)。繪制方程表明從x'到達(dá)x的光，包括了它自身發(fā)射的和它所反射的從其他表面來(lái)的光，這些自身發(fā)光遞歸地反射從其他表面來(lái)的光。光照模型的基本思想就是將所有可能路徑加起來(lái)得到給定方向的輻射率，如果希望得到更高級(jí)的真實(shí)感，那么可以增加更多的路徑來(lái)計(jì)算。全局光照的研究重點(diǎn)在于，如何有效地計(jì)算出各種不同光線路徑的效果。有輻射度算法和光線跟蹤算法兩種基本的算法：(1) 輻射度算法[2-3]是基于熱能工程模型對(duì)熱輻射的發(fā)散和反射進(jìn)行描繪，為物體間的多重反射提供更加精確的處理方法，避免了直接處理漫反射光線；(2) 光線跟蹤算法[4-5]使用光線判斷各種元素的可見(jiàn)性。