基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法 |
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引用本文: | 乔文佑,高志山,袁群,朱丹,许宁晏,伦旭磊,车啸宇.基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法[J].光子学报,2023(4):156-165. |
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作者姓名: | 乔文佑 高志山 袁群 朱丹 许宁晏 伦旭磊 车啸宇 |
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作者单位: | 南京理工大学电子工程与光电技术学院 |
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基金项目: | 国家重点研发计划(No.2019YFB2005500);;国家自然科学基金(Nos.62175107,U1931120); |
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摘 要: | 提出了一种基于表面双向反射分布函数(BRDF)离散测量值直接追迹散射光线的方法,以各向同性表面为例,先对随散射角离散变化的表面BRDF离散测量数据组做空间坐标转换,由散射角半球空间转换到方向余弦空间;再通过等间距赋值插等值方式得到方向余弦空间内分布的BRDF数据;然后,利用舍选抽样法不受限于累积分布函数(CDF)求解过程的优点,设计新的散射概率模型,以方向余弦空间内BRDF数值比表示离散光线的概率分布,设定检验条件筛选出散射光线的空间坐标,实现散射光线追迹。为验证本文方法的准确性与适用性,设置相同的入射角、追迹光线数量等仿真参数,编制了本文光线追迹方法的仿真程序,对不同光机元器件建模仿真,对比商用LightTools软件的仿真结果,计算二者的通用质量指数UQI作为比对评价指标。结果表明,基于舍选抽样BRDF离散数值的散射光线追迹方法,运算结果数据准确,与商用LightTools软件的仿真结果相比,UQI值均在0.998以上,且波动范围小,本方法具有良好地适用性。
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关 键 词: | 光线追迹 双向反射分布函数 蒙特卡洛法 舍选抽样法 |
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