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钱银玲,梁晓,张严辞.一种快速高质量k-D树构建算法.软件学报,2012,23(zk2):158-167
一种快速高质量k-D树构建算法
Fast High Quality k-D Tree Construction Algorithm
投稿时间:2012-05-20  修订日期:2012-09-29
DOI:
中文关键词:  光线跟踪  k-D树  空间划分  加速结构
英文关键词:ray tracing  k-D tree  space splitting  acceleration structure
基金项目:国家自然科学基金(60903118, 60832011, 61103137)
作者单位E-mail
钱银玲 计算机科学国家重点实验室(中国科学院 软件研究所),北京 100190
四川大学 计算机学院,四川 成都 610065
四川大学 视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川 成都 610065 
 
梁晓 四川大学 计算机学院,四川 成都 610065
西南石油大学 计算机科学学院,四川 成都 610500
四川大学 视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川 成都 610065 
 
张严辞 四川大学 计算机学院,四川 成都 610065
四川大学 视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室,四川 成都 610065 
yczhang@scu.edu.cn 
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中文摘要:
      提出了一种适用于交互式动态场景光线跟踪的高质量k-D树构建算法.结合基本的k-D树遍历代价函数和场景一般具有较均匀分布的特征,推导出合理表示节点中连续分割面遍历代价的计算公式.在计算过程中将待划分节点包围盒划分成均匀子空间,采用直接求解函数解析解的方式进行节点分割面计算.为了保证各种光线跟踪应用中较高的渲染效率,提出了不同情况下合理的空间划分数量计算函数.实验结果表明,该算法适用于各种不同图元分布的场景k-D 树构建,并可以应用于整个构建过程,效率有了很大的提升,同时构建结果保持了与最优划分相近的质量.
英文摘要:
      This paper proposes a high quality k-D tree constructing algorithm for interactive dynamic scene ray tracing. Combined with the fact that scene primitives were usually well distributed, a reasonable formula is derived from the basic k-D tree traversal cost function to represent the traversal cost for sequential positions in node. After dividing the bounding box of splitting node to uniform bin series, the best splitting position is directly computed by resolving the analytic solution of the cost formula. To guarantee superior rendering performance for different ray tracing applications, the study raised several sensible functions for sub-space number computing in different situations. Experimental results proved that this algorithm was suitable for scenes with various kinds of primitive distribution, and it can be used for full k-D tree construction. Great construction efficiency was obtained with the best splitting quality maintained.
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