22、高效渲染光场图像

高效渲染光场图像

在当今的图形渲染领域，高效渲染密集高分辨率光场图像是一个重要的研究方向。传统的光线追踪方法在处理光场显示的所有镜头图像时，可能需要数月时间，效率极低。因此，一种新的高效渲染方法应运而生。

系统概述

虽然光线追踪器中固有的大多数效果可以在GPU的图形管道上模拟，但广告公司几乎完全使用光线追踪的建模工具来制作内容。这可能是因为他们不想预先限制设计可能性，而且许多在光线追踪器中容易实现的效果，在GPU图形管道上渲染时要困难得多。使用GPU图形管道渲染需要艺术家更多的技术培训，也会增加3D模型的设计时间。

新的方法提出了一种从建模的3D场景中高效渲染密集高分辨率光场图像的途径。具体做法是只对一小部分参考镜头图像进行光线追踪，其余的则利用深度补偿视图插值。为此，需要确定哪些显示元素携带最多信息，并将其选为参考视图。这些参考视图以全分辨率进行光线追踪，而对于其他镜头图像，只需从3D模型中渲染一小部分深度图像，成本较低。该插值算法的输入是部分深度图像和少量选定的参考镜头图像，这为所有可能的3D建模工具提供了一个通用接口，且该算法独立于用于内容创建的建模工具。

该系统的流程如下：
1. 直接从3D模型获取深度图像，并生成可见场景表面的视觉几何八叉树表示（光场节点LFNs）。
2. 通过评估场景的可见表面来选择最佳下一个视图，并对最重要的参考镜头图像进行排序。
3. 对这些参考图像进行全光线追踪，并为每个LFN添加与视图相关的表面颜色作为四叉树。
4. 最后，通过简单的光线投射和视图相关颜色信息的插值，直接从LFNs渲染所有剩余的镜头图像。

该图像渲染算法可分为四个阶段：
1. 构