| 序号 | 专利名 | 申请号 | 申请日 | 公开（公告）号 | 公开（公告）日 | 发明人 |
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| 61 | 一种无偏的光子映射绘制方法 | PCT/CN2015/086583 | 2015-08-11 | WO2017024511A1 | 2017-02-16 | 侯启明; 秦昊; 孙鑫; 周昆 |
一种无偏的光子映射绘制方法。光子映射被公认为是最为有效的绘制方法之一，然而之前的光子映射算法在收集光子的计算上是有偏的，导致最终绘制的结果与真实的结果之间不同。该方法通过将视线与光子所在的光路直接连接，准确地计算该光路传递的光能，更无偏地估计了视线采集光子的概率，从而以很小的额外代价得到了一个无偏的光子映射绘制方法。此外，进一步开发了一套多重重要性采样的权重，从而将无偏光子映射方法与双向光线跟踪技术相结合。该方法效率以及可靠性高。该方法的广泛应用，有望降低动漫、电影、广告以及建筑行业中图像渲染绘制的成本。 |
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| 62 | 一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法 | CN202310417737.2 | 2023-04-18 | CN117893655B | 2024-09-06 | 袁从敏; 杜春燕; 杨修齐 |
| 本发明公开了一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法，包括以下步骤：通过节点细化将裁剪的NURBS曲面转换为有理Bézier曲面；将Bézier曲面细分为若干个子曲面，以满足对曲面的平坦度要求；通过修剪曲线将空隙子曲面剪切去除。本发明通过对光线跟踪NRUBS曲面的流程中的数据结构算法进行改进，通过使用带有轴对齐边界框的边界体层次结构和牛顿迭代法来计算光线与未裁剪的Bézier子表面的交点，可以达到GPU上的实时性能，并将GPU的速度提高20％‑30％，该方法可以在具有动态曲面细分功能的现代GPU上得到更好的利用，从而达到在包含数十万NURBS曲面和裁剪曲线的复杂场景中，投射在GPU上的光线数量可以达到每秒数万到数亿条光线的实时性能。 | ||||||
| 63 | 影像遮挡检测方法及装置 | CN202410299318.8 | 2024-03-15 | CN118097147A | 2024-05-28 | 刘军; 陈兴峰; 刘宗淇; 李家国; 赵利民 |
| 本申请公开了一种影像遮挡检测方法及装置。该方法包括：根据原始影像以及其对应的RPC数据，计算原始影像的地面覆盖范围；根据地面覆盖范围以及其对应的DHM数据，构建TIN模型；根据地面覆盖范围构建遮挡掩膜图像，遮挡掩膜图像中每个像素的像素值为第一值；对于遮挡掩膜图像中的任意第i个像素，根据DHM数据以及第i个像素对应于原始影像的坐标，计算第i个像素的摄影光线；利用光线跟踪算法，根据第i个像素的摄影光线及TIN模型，获得遮挡掩膜图像中被遮挡的像素，并将被遮挡的像素的值设为第二值。如此，可以获得遮挡掩膜图像中被遮挡的像素，像素值被设为第二值的像素对应在原始影像中的像素点即是被遮挡的点。 | ||||||
| 64 | 一种基于单光源的虚实融合光照一致性绘制方法 | CN201911379770.0 | 2019-12-27 | CN111145341B | 2023-04-28 | 赵艳妮; 王映辉; 徐军荣 |
| 本发明公开了一种基于单光源的虚实融合光照一致性绘制方法，具体按照如下步骤实施：步骤1，在真实场景中建立已知形状、大小和颜色的标志球，通过标志球的阴影区域对真实场景中光照强度进行估计；步骤2，采用区域增长法进行图像分割提取标志球及其阴影，并提取场景的三维特征点；步骤3，通过步骤2提取的标志球三维特征点信息，根据光线跟踪算法获得光源的空间位置；步骤4，绘制虚拟模型及其对应的阴影效果，步骤5，光源位置不变下移动虚拟物体以及模型位置不变下移动光源位置时的动态虚实融合场景中光照一致性绘制。本发明实现了虚实融合场景中光照一致性，使得对虚拟模型进行渲染更具有真实性。 | ||||||
| 65 | 使用量化和间隔表示的光线相交测试 | CN202211113266.8 | 2022-09-14 | CN115861518A | 2023-03-28 | C·A·伯恩斯 |
| 本发明公开了与图形处理器中光线跟踪的基元相交测试相关的技术。在一些实施方案中，图形处理器包括被配置为执行相交测试的光线相交电路，该相交测试包括：量化基元的第一表示以生成该基元的精度降低的间隔表示；量化光线的第一表示以生成该光线的精度降低的间隔表示；以及使用间隔算法基于该基元的该间隔表示的坐标和该光线的该间隔表示的坐标来确定初始相交结果。该初始相交结果可以是保守的结果，使得由该初始相交结果指示的未命中被保证不是该基元的该第一表示和该光线的该第一表示的命中。相对于传统技术，本发明所公开的技术可提高性能、降低功率消耗或两者兼有。 | ||||||
| 66 | 一种基于RGBD全景视频的交互式的全景空间光线跟踪方法 | CN202210784734.8 | 2022-07-05 | CN115375824A | 2022-11-22 | 王莉莉; 吴健; 石雪怀; 刘小龙 |
| 本发明基于RGBD全景视频提出了一个交互式的全景空间光线跟踪方法。该方法能够在将虚拟物体插入360°RGBD全景视频时实时渲染照片般逼真的照明和阴影效果。首先，使用全景深度缓冲区和屏幕空间深度缓冲区来近似真实场景的几何形状。然后，提出了一种稀疏采样射线生成方法，通过减少射线追踪中需要发射的射线数量来加速追踪过程。在此之后，通过入射辐射度估计算法以生成嘈杂的蒙特卡罗图像。最后，通过插值、时空滤波和差分渲染对最终结果进行平滑处理。结果表明，本发明方法可以实时为360°RGBD视频中的虚拟物体生成视觉上逼真的帧，使混合现实渲染结果更加自然和可信。 | ||||||
| 67 | 一种水下光场采样及模拟方法 | CN201010276817.3 | 2010-09-08 | CN101982741A | 2011-03-02 | 赵沁平; 王霖; 伍朝辉; 周忠; 吴威 |
| 本发明涉及一种水下光场采样与模拟方法。该方法设计一种水下光场采样装置，并利用采样数据实现水下光场的模拟。具体包括：(1)设计一种水下全景光照的采样装置；(2)将步骤(1)中设计的采样装置从水面匀速下降至设定深度，同时等间隔的获取一组随深度变化的水下采样数据；(3)在步骤(2)采样水下光照图像后，分别对每组光照图像平滑噪声处理，再将两个鱼眼相机在同一深度采样的光照图像拼接成完整的全景光照图像；(4)在步骤(3)得到一组不同深度全景光照图像后，计算场景所在深度的全景光照图，加入场景模型数据，使用光线跟踪算法进行水下光照渲染。该发明针对水下环境中可见光的高衰减度、水中干扰复杂特点建立水下光照模型，具有真实感强和易实现的优点。 | ||||||
| 68 | 一种基于RGBD全景视频的交互式的全景空间光线跟踪方法 | CN202210784734.8 | 2022-07-05 | CN115375824B | 2025-04-18 | 王莉莉; 吴健; 石雪怀; 刘小龙 |
| 本发明基于RGBD全景视频提出了一个交互式的全景空间光线跟踪方法。该方法能够在将虚拟物体插入360°RGBD全景视频时实时渲染照片般逼真的照明和阴影效果。首先，使用全景深度缓冲区和屏幕空间深度缓冲区来近似真实场景的几何形状。然后，提出了一种稀疏采样射线生成方法，通过减少射线追踪中需要发射的射线数量来加速追踪过程。在此之后，通过入射辐射度估计算法以生成嘈杂的蒙特卡罗图像。最后，通过插值、时空滤波和差分渲染对最终结果进行平滑处理。结果表明，本发明方法可以实时为360°RGBD视频中的虚拟物体生成视觉上逼真的帧，使混合现实渲染结果更加自然和可信。 | ||||||
| 69 | 影像遮挡检测方法及装置 | CN202410299318.8 | 2024-03-15 | CN118097147B | 2025-01-10 | 刘军; 陈兴峰; 刘宗淇; 李家国; 赵利民 |
| 本申请公开了一种影像遮挡检测方法及装置。该方法包括：根据原始影像以及其对应的RPC数据，计算原始影像的地面覆盖范围；根据地面覆盖范围以及其对应的DHM数据，构建TIN模型；根据地面覆盖范围构建遮挡掩膜图像，遮挡掩膜图像中每个像素的像素值为第一值；对于遮挡掩膜图像中的任意第i个像素，根据DHM数据以及第i个像素对应于原始影像的坐标，计算第i个像素的摄影光线；利用光线跟踪算法，根据第i个像素的摄影光线及TIN模型，获得遮挡掩膜图像中被遮挡的像素，并将被遮挡的像素的值设为第二值。如此，可以获得遮挡掩膜图像中被遮挡的像素，像素值被设为第二值的像素对应在原始影像中的像素点即是被遮挡的点。 | ||||||
| 70 | 使用量化和间隔表示的光线相交测试 | CN202311599104.4 | 2022-09-14 | CN117593439A | 2024-02-23 | C·A·伯恩斯 |
| 本发明公开了与图形处理器中光线跟踪的基元相交测试相关的技术。在一些实施方案中，图形处理器包括被配置为执行相交测试的光线相交电路，该相交测试包括：量化基元的第一表示以生成该基元的精度降低的间隔表示；量化光线的第一表示以生成该光线的精度降低的间隔表示；以及使用间隔算法基于该基元的该间隔表示的坐标和该光线的该间隔表示的坐标来确定初始相交结果。该初始相交结果可以是保守的结果，使得由该初始相交结果指示的未命中被保证不是该基元的该第一表示和该光线的该第一表示的命中。相对于传统技术，本发明所公开的技术可提高性能、降低功率消耗或两者兼有。 | ||||||
| 71 | 一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法 | CN202010355899.4 | 2020-04-29 | CN111612903B | 2023-03-21 | 王夺; 王明宝; 任伟; 左春雷; 马亚敏; 穆星; 张国杰; 岳廷文; 魏可峰; 韦书剑; 任多慧; 王博; 刘九阳; 孙奇; 于跃; 王东明; 郑贺; 佟德军; 王海旭; 李涛; 吴宪营; 孟宪伟; 张国华 |
| 本发明提供一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法，涉及地质勘察技术领域。本发明三维地质体模型在构建三维模型时，采用不规则四面体结构TEN和三角面TIN混合数据模型进行联合建模，采用混合数据结构综合了TIN和TEN的优点，能够快速形成三维空间实体的轮廓，便于显示和数据更新；精确的表达空间实体的边界；进行有效地空间分析，最大限度地弥补了单一数据结构的缺陷，既具有灵活高效的拓扑关系，又可以充分利用映射和光线跟踪等可视化算法，因此具有较强的通用性和柔韧性，不仅可以提高地对三维实体表达的精度，而且还能更好的适应三维拓扑的复杂性，能够胜任各种不同复杂程度的三维地质建模。 | ||||||
| 72 | 一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法 | CN202010355899.4 | 2020-04-29 | CN111612903A | 2020-09-01 | 王夺; 王明宝; 任伟; 左春雷; 马亚敏; 穆星; 张国杰; 岳廷文; 魏可峰; 韦书剑; 任多慧; 王博; 刘九阳; 孙奇; 于跃; 王东明; 郑贺; 佟德军; 王海旭; 李涛; 吴宪营; 孟宪伟; 张国华 |
| 本发明提供一种基于混合数据模型的地质数据可视化方法，涉及地质勘察技术领域。本发明三维地质体模型在构建三维模型时，采用不规则四面体结构TEN和三角面TIN混合数据模型进行联合建模，采用混合数据结构综合了TIN和TEN的优点，能够快速形成三维空间实体的轮廓，便于显示和数据更新；精确的表达空间实体的边界；进行有效地空间分析，最大限度地弥补了单一数据结构的缺陷，既具有灵活高效的拓扑关系，又可以充分利用映射和光线跟踪等可视化算法，因此具有较强的通用性和柔韧性，不仅可以提高地对三维实体表达的精度，而且还能更好的适应三维拓扑的复杂性，能够胜任各种不同复杂程度的三维地质建模。 | ||||||
| 73 | 一种基于单光源的虚实融合光照一致性绘制方法 | CN201911379770.0 | 2019-12-27 | CN111145341A | 2020-05-12 | 赵艳妮; 王映辉; 徐军荣 |
| 本发明公开了一种基于单光源的虚实融合光照一致性绘制方法，具体按照如下步骤实施：步骤1，在真实场景中建立已知形状、大小和颜色的标志球，通过标志球的阴影区域对真实场景中光照强度进行估计；步骤2，采用区域增长法进行图像分割提取标志球及其阴影，并提取场景的三维特征点；步骤3，通过步骤2提取的标志球三维特征点信息，根据光线跟踪算法获得光源的空间位置；步骤4，绘制虚拟模型及其对应的阴影效果，步骤5，光源位置不变下移动虚拟物体以及模型位置不变下移动光源位置时的动态虚实融合场景中光照一致性绘制。本发明实现了虚实融合场景中光照一致性，使得对虚拟模型进行渲染更具有真实性。 | ||||||
| 74 | 一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法 | CN201911338632.8 | 2019-12-23 | CN111080765A | 2020-04-28 | 汪友生; 夏章涛; 高雪 |
| 本发明公开了一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法，针对蒙特卡洛光线追踪计算量巨大的性能缺陷，以及Woodcock Tracking采样对光线采样过程中采样点分布的不合理性，使用三维Sobel算子选用26邻域体素计算体数据梯度，用于刻画体数据在不同区域变化的剧烈程度，在Woodcock Tracking采样中引入梯度比重项，最后再对最终颜色合成上添加权重系数以确保算法的无偏性，本发明使得原有的采样点分布仅有消光系数决定，改进为由消光系数和梯度共同决定，使得光线采样点的分布更为合理，在体数据变化平缓的区域有较少的采样点，在变化剧烈的区域有更多的采样点，从而能够有效提升蒙特卡洛光线追踪的渲染速度和渲染质量。 | ||||||
| 75 | 一种无偏的光子映射绘制方法 | CN201510489335.9 | 2015-08-11 | CN105118083B | 2018-03-16 | 侯启明; 秦昊; 孙鑫; 周昆 |
| 本发明公开了一种无偏的光子映射绘制方法。光子映射被公认为是最为有效的绘制方法之一，然而之前的光子映射算法在收集光子的计算上是有偏的，导致最终绘制的结果与真实的结果之间不同。本发明通过将视线与光子所在的光路直接连接，准确地计算该光路传递的光能，更无偏地估计了视线采集光子的概率，从而以很小的额外代价得到了一个无偏的光子映射绘制方法。此外，进一步开发了一套多重重要性采样的权重，从而将无偏光子映射方法与双向光线跟踪技术相结合。本发明方法效率以及可靠性高。本发明方法的广泛应用，有望降低动漫、电影、广告以及建筑行业中图像渲染绘制的成本。 | ||||||
| 76 | 一种基于CPU与GPU混合的渲染方法 | CN201610858814.8 | 2016-09-27 | CN106469463A | 2017-03-01 | 张培承; 李睿智; 任琴; 卞敏捷; 高洪皓 |
| 本发明涉及一种基于CPU与GPU混合的渲染方法，包括以下步骤：1)场景构建；2)场景的加速结构构建：根据步骤1)获得的几何数据，在CPU与GPU上并行构建场景的KD-Tree加速结构；3)数据冗余存储：将步骤1)获得的几何数据、材质数据、场景渲染参数和初始图像数据均分别复制到CPU和GPU的存储空间内；4)渲染引擎运行：根据步骤1)获得的几何数据、材质数据、场景渲染参数、初始图像数据以及步骤2)获得的场景的KD-Tree加速结构，采用光线跟踪算法，分别在CPU与GPU上并行运行渲染引擎；5)显示。与现有技术相比，本发明具有实现成本低、资源利用率高、安全性高、灵活性好等优点。 | ||||||
| 77 | 基于三维虚拟植物的造林密度优化分析方法 | CN201310399119.6 | 2013-09-05 | CN103425851A | 2013-12-04 | 唐丽玉; 陈崇成; 邹杰; 林定; 黄洪宇 |
| 本发明涉及一种基于三维虚拟植物的造林密度优化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S10：获取目标造林树种的形态结构特征参数；S11：在拟造林地的三维数字地形基础上，把该树种三维模型放置于三维数字地形上；S12：采用计算机图形学中的光线跟踪算法计算出不同种植密度的林分群体冠层在不同生长阶段的透光率和日平均透光率；S13：分析不同生长阶段林分的透光率是否合理；若合理，则输出种植密度、种植点配置方式、行距、株距和行向；若不合理，则重复步骤S11、S12和S13，直至合理。本发明能够为造林设计提供定量分析工具，为农业技术推广提供直观、形象的辅助工具，促进林区可持续经营和丰产、增收。 | ||||||
| 78 | 一种基于光敏二极管的精度可变式光线敏感器及测量方法 | CN201210096548.1 | 2012-04-01 | CN102620709A | 2012-08-01 | 王新升; 王晓慧; 缪远明; 管帅; 叶剑明 |
| 一种基于光敏二极管的精度可变式光线敏感器，该光线敏感器由电源系统、光敏二极管、测量系统、微处理器和外部接口组成；外部接口与微处理器连接，微处理器与测量系统和电源系统连接，测量系统和光敏二极管及电源系统连接，电源系统与光敏二极管、测量系统和微处理器连接，光敏二极管与电源系统和测量系统连接；一种基于光敏二极管的精度可变式光线敏感器的测量方法，它有五大步骤：步骤一：将系统组成件连线和供电；步骤二：入射光分解投影；步骤三：产生反向电流及测量电压；步骤四：测量VT；步骤五：处理计算。本发明的光线采集采用光敏二极管，成本低，算法简单，运算速度快，入射方向越接近中心测量精度越高，非常适合运用于光线跟踪系统。 | ||||||
| 79 | 一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法 | CN202310417737.2 | 2023-04-18 | CN117893655A | 2024-04-16 | 袁从敏; 杜春燕; 杨修齐 |
| 本发明公开了一种提升裁剪点搜索速度和GPU速度的方法，包括以下步骤：通过节点细化将裁剪的NURBS曲面转换为有理Bézier曲面；将Bézier曲面细分为若干个子曲面，以满足对曲面的平坦度要求；通过修剪曲线将空隙子曲面剪切去除。本发明通过对光线跟踪NRUBS曲面的流程中的数据结构算法进行改进，通过使用带有轴对齐边界框的边界体层次结构和牛顿迭代法来计算光线与未裁剪的Bézier子表面的交点，可以达到GPU上的实时性能，并将GPU的速度提高20％‑30％，该方法可以在具有动态曲面细分功能的现代GPU上得到更好的利用，从而达到在包含数十万NURBS曲面和裁剪曲线的复杂场景中，投射在GPU上的光线数量可以达到每秒数万到数亿条光线的实时性能。 | ||||||
| 80 | 使用量化和间隔表示的光线相交测试 | CN202211113266.8 | 2022-09-14 | CN115861518B | 2023-12-08 | C·A·伯恩斯 |
| 本发明公开了与图形处理器中光线跟踪的基元相交测试相关的技术。在一些实施方案中，图形处理器包括被配置为执行相交测试的光线相交电路，该相交测试包括：量化基元的第一表示以生成该基元的精度降低的间隔表示；量化光线的第一表示以生成该光线的精度降低的间隔表示；以及使用间隔算法基于该基元的该间隔表示的坐标和该光线的该间隔表示的坐标来确定初始相交结果。该初始相交结果可以是保守的结果，使得由该初始相交结果指示的未命中被保证不是该基元的该第一表示和该光线的该第一表示的命中。相对于传统技术，本发明所公开的技术可提高性能、降低功率消耗或两者兼有。 | ||||||
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