影像合成上的輻射熱遞增法

Abstract

在本論文中我們提供出了輻射熱遞增法（incremental approach）來逼真地產生動態 環境（dynamic environment） 的影像。所謂輻射熱法（radiosity method），乃是 利用熱力學上輻射熱（radiosity） 的原理，計算出物體表面的輻射熱值。藉以表示 物體的顏色、明暗、強度與陰影。物體表面輻射熱的強度，等於物體本身放射的輻射 熱，與其反射出去的輻射熱總和。而漸進改良法（progressive refinement algorit hm）是針對每個物體尚未放射到環境裡的能量，將這些能量按其大小，依次放射到整 個環境，重覆此步驟，直到尚未放射出的能低於一個預設值（threshold ）為止。此 方法不僅節省空間而且相當省時。不過，此方法對於動態環境，卻沒有這麼好的效果 。因為每當環境改變時，譬如多增加一個物體或者減少一個物體，則我們必須重新計 算每個物體的輻射熱值。實際上，原始環境的輻射熱值對於改變後的環境有相當大的 貢獻。因為，當環境作小小的改變時，大部份的物體間仍保持著原有的關係，也就是 說，這些物體的輻射熱值並不會因環境的改變，而做多大的改變，因此我們沒有必要 重算每個物體的輻射熱值。根據這個原理產生了輻射熱遞增法的構想。不過，曾有人 提出背緩衝（back buffer ）的理論來解決動態環境的問題，只是此方法有個缺點， 即必須預先設定移動物體的移動路徑，限制了此方法的發展。而本方法，不但保留了 漸進改良法（progressive refinement）的特性，而且充分地利用原始環境和改變後 的環境間之相關性。輻射熱遞增法還特別適用於一些電腦輔助設計上的應用，利用此 法，我們可以漸漸地將物體加進原始環境中。