一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法
专利汇可以提供一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 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 。，下面是一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，从互联网或医院获取医学图像序列，使用计算机断层扫描图像；
步骤2，选用300帧连续的512*512大小的断层扫描图像构成体数据；
步骤3，采用蒙特卡洛光线追踪的方法对体数据进行绘制，渲染方程如下：
其中， 表示x位置处沿着 方向出射的辐射亮度， 表示xs沿着 出射的辐
射亮度， 表示xt沿着 入射的辐射亮度，s为在介质中的深度；σs(xt)表示xt处的散射系数， 表示x到xt间的透射系数即描述了当光线穿过介质过程中产生的衰减，其中Tr的值为：
σt表示消光系数，为散射系数σs和吸收系数σα的和，即σt＝σs+σα；在均匀介质中σt为常数，此时 x和x′表示介质中的不同位置；
步骤4，采用woodcock Tracking梯度采样对光线采样，并用蒙特卡洛法对渲染方程求解；
步骤5，在非均匀介质中，由三维Sobel算子计算体数据梯度，并计算光线采样点的接受概率；
步骤6，颜色合成，由于对原woodcock Tracking采样算法添加梯度比重项，为保证算法的无偏性，在合成颜色时引入权重系数ωi， 最终合成颜色 其中ci
表示某个采样点颜色值，N表示采样点总数。
2.根据权利要求1所述的一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法，其特征在于，步骤
4的实施过程如下，
步骤4.1，均匀介质中，蒙特卡罗法计算渲染方程中的 项，
其等于 即计算：
其中，t实则为与，为避免多级下标导致公式复杂而省略下标j，表示第j个采样点离光线起点的距离；
步骤4.2，令 则 其反函数：
步骤4.3，给定一个均匀的随机数r∈[0，1)，采样点t的值为
3.根据权利要求1所述的一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法，其特征在于，步骤
5的实施过程如下，
步骤5.1，采用三维Sobel算子，使用26邻域的体素计算梯度，通过3×3×3的模板来计算每个方向的偏导数，使用x、y、z方向上的模板分别为：
在算出各方向偏导数后，根据公式：
计算得到梯度值，为表示方便且与本方法中的公式表示保持一致，用G(x)代替G(x，y，z)表示介质中不同位置的梯度，用Gmax表示最大梯度；
步骤5.2，先假设介质均匀，同步骤4中采样均匀介质的方法采样散射点，该散射点以的概率接受为真，表示在x处发生散射，否则表示没有发生散射，光线沿直线前进；其中，σmax表示最大消光系数，△表示比重常数，其取值范围为零到正无穷，△越大项越趋近于1， 表示梯度比重项；此处对原woodcock Tracking采样算法进行改进引入梯度参数G(x)和常量△使得采样分布更为合理，采样算法如下：
先设置最大采样距离为dmax，令当前采样距离 其中随机数rand()∈
[0，1)，当采样距离d大于最大采样距离dmax或者随机数rand()小于 对，表示该处发生采样，返回采样距离；否则表示该处未发生散射，光线沿直线前进，并且采样距离d在原值基础上增加 再次判断采样距离是否大于最大采样距离dmax或者随机数
rand()是否小于 以此类推，直到不满足循环条件，循环结束，返回采样距离。
一种基于梯度采样的光线跟踪体绘制方法
技术领域
背景技术
发明内容
减，其中Tr的值为：
改进引入梯度参数G(x)和常量Δ使得采样分布更为合理，采样算法如下：
该处发生采样，返回采样距离；否则表示该处未发生散射，光线沿直线前进，并且采样距离d在原值基础上增加 再次判断采样距离是否大于最大采样距离dmax或者随机数
rand()是否小于 以此类推，直到不满足循环条件，循环结束，返回采样距离。
具体实施方式
减，其中Tr的值为：
进引入梯度参数G(x)和常量Δ使得采样分布更为合理，采样算法如下：
该处发生采样，返回采样距离；否则表示该处未发生散射，光线沿直线前进，并且采样距离d在原值基础上增加 再次判断采样距离是否大于最大采样距离dmax或者随机数
rand()是否小于 以此类推，直到不满足循环条件，循环结束，返回采样距离。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种峰值稳定的蒙特卡洛太阳辐射能密度仿真方法 | 2020-05-12 | 907 |
| 一种卷曲状态下叶片二向反射值的计算方法 | 2020-05-15 | 228 |
| 基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟方法及系统 | 2020-05-17 | 861 |
| 一种交互式三维人脸表情动画编辑方法、系统及扩展方法 | 2020-05-21 | 812 |
| 一种非成像碟式聚光器及其设计方法 | 2020-05-19 | 192 |
| 用于光线跟踪的SAH-KD树设计方法 | 2020-05-17 | 877 |
| CT图像中校正金属伪影的方法和系统 | 2020-05-23 | 855 |
| 一种漂移模型的海面三维可视化系统 | 2020-05-25 | 215 |
| 一种基于样本消除的渐进式光子映射优化方法 | 2020-05-24 | 126 |
| 一种基于体素化全局光照算法进行光贴图烘培的算法 | 2020-05-13 | 729 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
