基于三角形自适应细分的有效光照烘焙方法  

Efficient Light Baking Based on Adaptive Triangle Subdivision

作　　者：李杨[1,2] 周果[1,2] 李淳芃[1] 邱显杰[1] 王兆其[1] 

机构地区：[1]中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室,北京100190 [2]中国科学院大学,北京100049

出　　处：《计算机学报》2013年第12期2499-2511,共13页Chinese Journal of Computers

基　　金：国家"八六三"高技术研究发展计划项目基金(2013AA013902);科技支撑课题(2013BAK03B07);公益行业专项(201309058);国家自然科学基金(U0935003;60903140)资助~~

摘　　要：传统的纹理烘焙技术虽然能产生高质量的视觉效果,但需要占用大量的存储空间,进而影响实时绘制的性能.针对这一问题,文中提出一种基于自适应三角形细分的有效光照烘焙方法,在保证绘制效果的前提下,可以保持低存储和高帧率.作者首先提出一种适合三角形的自适应细分模式,通过GPU四叉树编码表示子三角形级别的细分;其次,利用光照图纹理和GPU可编程着色器快速决定三角形的自适应细分模式;第三,针对细分模式的性质,通过缝合操作,有效地消除不同细分模式下相邻三角形之间可能出现的裂缝;最后通过最小二乘意义的全局优化,计算顶点颜色.另外,算法还可以通过用户定义的参数灵活地控制细分粒度和绘制效果.实验结果证明,与传统的基于光照图的实时渲染方法相比,文中算法通过使用细分后的模型顶点颜色代替光照图,不仅可以节省80%以上的存储空间,还可以保持高帧率,并达到近似的绘制效果.Texture baking can generate high-quality visual effect in real-time rendering. However, it requires significant memory consumption, which may limit the performance. To solve this problem, we propose an efficient light baking algorithm using adaptive mesh subdivision, which keeps less memory and higher frame-rate but approximate effect. Firstly, we put forward an adaptive subdivision pattern for triangles, and use quad-tree coding to represent sub-triangle subdivision. Secondly, the subdivision pattern for every triangle can be determined quickly on GPU. Thirdly, we use special stitching method to avoid T-vertices and crack between triangles. Finally, we present an optimized solution to calculate vertex colors. The subdivision levels and effect can be conveniently controlled by a user-tuned parameter. We show that the method can reduce 80% of memory requirements, while keep higher frame-rate and approximate effect with texture baking.

关 键 词：光照图 自适应细分 光照烘焙 纹理烘焙 

分 类 号：TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]