【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机图形学的渲染领域，具体涉及到一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法。
技术介绍
1、环境光遮蔽（ambient occlusion，ao）是提升图像真实感和视觉质量的关键技术，广泛应用于游戏、影视和可视化领域，通过模拟光线与物体表面的相互作用，增强阴影效果和场景的深度感。随着场景复杂度的提升，尤其是在密集条状结构（如针叶草、卡通头发、线条等）愈加普及的背景下，现有的环境光遮蔽算法在处理这些复杂几何形态时，渲染精度显著下降，影响了用户的视觉体验。因此，提出一种更好地适应这些特殊场景的算法，成为了当前渲染技术面临的主要挑战。
2、现有的屏幕空间环境光遮蔽算法，如ssao、hbao、lineao和sdao，广泛应用于三维渲染中，以增强场景的深度感和细节。然而，这些方法在处理密集条状场景时，渲染精度通常下降超过30%，这主要是由于密集条状场景具有复杂的遮挡关系，屏幕空间算法在这种场景中容易丢失关键信息；此外，由于现有算法未能充分利用场景中的几何特征，导致遮蔽效果往往不准确。因此，本申请通过合理利用密集条状场景的几何特性，旨在提升屏幕空间环境光遮蔽算法在这些特殊场景中的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于提供一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，该方法通过合理利用条状几何特征，提高了密集条状场景中环境光遮蔽的渲染精度，从而提升图像的真实感和细节表现。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下方式来
3、一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，具体流程包括以下步骤：
4、s1、特征提取阶段：从渲染流程中获取后续计算所用的渲染特征图；
5、s2、采样阶段：根据步骤s1中得到的渲染特征图，采用自适应采样方向策略和自适应采样步长策略计算环境光遮蔽值；
6、s3、复用阶段：根据v-buffer缓冲区提供的信息计算适当的复用权重，利用自适应空间复用策略进行后处理降噪，输出环境光遮蔽结果图。
7、进一步的，所述步骤s1中渲染特征图包括基于渲染流程生成的深度图 d o、矢量场方向图 f以及v-buffer的缓冲区 v b，所述缓冲区 v b是一张双通道的纹理，其第一通道存储几何体序号，第二通道存储几何体在屏幕空间中的横截面宽度 r s。
8、优选的，所述步骤s1特征提取阶段的具体方法如下：
9、通过图形渲染管线的渲染接口生成场景的深度图 d o，所述深度图记录了屏幕空间中每个像素与观察点之间的深度值，生成的深度图以纹理形式存储在显存中，用于后续处理模块快速访问和操作；
10、在渲染管线的几何着色器阶段，针对场景中条状几何体的三角形网格，利用三角形的底边中点与其顶点的位置关系，计算条状几何体的生长方向，通过提取条状几何体的局部生长趋势，并将其转换为一个方向向量存储在矢量场方向图 f中，矢量场方向图是一个屏幕空间纹理，用于后续横截面宽度计算提供参考依据；
11、基于矢量场方向图 f中的生长方向，在屏幕空间中执行垂直于该方向的步进查找，从初始像素出发向两侧逐步查找几何体边界的像素，直至到达横截面的两个端点像素位置，结合深度图 d o计算该横截面宽度 r s，将得到的横截面宽度 r s记录到v-buffer缓冲区 v b中。
12、进一步的，所述步骤s2采样阶段包括：
13、自适应方向采样：根据矢量场方向图 f，为几何图形上的每个像素生成一个椭圆采样范围，椭圆的短轴与矢量方向对齐 ，通过椭圆采样范围约束每个像素的采样方向；
14、自适应步长采样：根据矢量场方向图 f，为几何图形上的每个像素生成一个椭圆采样范围，椭圆的长轴与矢量方向对齐，再结合深度图 d o提供的深度信息，使用自适应步长采样策略评估每次采样的步长大小；
15、再根据采样结果计算像素的环境光遮蔽（ao）值写入中间结果 o i。
16、优选的，所述自适应方向采样的具体方法如下：
17、在计算环境光遮蔽的片段着色器中，根据矢量场方向图，为几何图形上的每个像素生成一个椭圆采样范围，椭圆的短轴与矢量方向对齐，均匀方向采样可能会产生无效样本，若此采样点与当前像素点位于相同的几何体上，则采样点对于当前像素点属于无效采样点；在为当前像素点生成样本时，需要沿着与椭圆长轴近似的方向进行更多采样，通过椭圆范围来约束每个像素的采样方向；
18、根据椭圆采样范围使采样方向沿椭圆长轴的方向生成，计算得到的采样方向被赋值给相应的变量，该变量将在后续的渲染过程中用于确定具体的采样位置和采样值。
19、优选的，所述自适应步长采样的具体方法如下：
20、在计算环境光遮蔽的片段着色器中，结合深度图提供的深度信息，使用自适应步长的采样策略评估每次采样步长大小，并赋值给变量；所述采样策略如下：
21、通过表达式得到初始步长，其中表示初始步长， r p表示采样半径， n s表示沿当前采样方向的采样数， r s的作用是防止初始步长超过像素所在几何体的宽度，若采样到无效像素点时，则增加下一次采样步长，快速跳过无效像素区域对有效采样点进行采样；若采样到有效像素点时，为避免上一次采样步长过大导致邻近有效像素丢失，则减少下一次采样步长到初始步长值；
22、结合采样方向和采样步长确定每个采样点在屏幕空间中的像素位置，依据深度图信息计算采样点在三维空间中的位置；对于每个采样点，计算其与需计算ao值像素所在切平面夹角，以角度值评估该采样点的遮挡有效性；
23、所述ao值的表达式如下：本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：具体流程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：具体流程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种针对密集条状场景的自适应屏幕空间环境光遮蔽方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种针对密集条状场景...
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