基于动态分区的射线跟踪加速方法

射线跟踪模型在3G网络规划中存在计算效率低的问题。分析了当前各种加速方法的不足,提出一种基于动态分区的射线跟踪加速方法。该方法根据城市微小区的建筑物分布情况,动态地划分小区,大大减少了射线与建筑物求交点次数,同时解决了静态分区在复杂建筑物环境下由于分区不均匀导致射线跟踪加速效果差的问题。仿真表明,在相同预测精度下,与静态分区加速方法相比,该方法具有计算效率高的优点。     

基于三维射线跟踪方法的城市微小区定位模型*

提出了一种基于射线跟踪方法的定位模型。该模型利用三维射线跟踪方法计算城市微小区复杂建筑物环境所形成的独特电磁特征,并建立定位数据库。实际定位时把待定位点实测的电磁信息与定位数据库中信息进行比较从而实现定位。仿真结果表明,该模型能有效克服常规方法难以克服的多径效应、非视距传播等不利因素,最终得到较高的定位精度。     

任意曲面间跟踪求交的有效算法

提出了一种基于微分方程的跟踪算法，该算法采用基于交线微分形式的跟踪公式，解决了求交中难于处理的分支问题，和已有跟踪法相比，该算法稳定性更强，效率更高，而且适用于任意参数曲面及解析曲面。     

基于射线跟踪和Voronoi图的室内定位算法

传统的射线跟踪方法在离线数据采集时需要大量的求交运算,计算效率低,而传统的在线定位需要遍历数据库才能确定目标位置,为此,提出一种提高室内定位运算效率的新方法.该方法利用Voronoi图势力范围特性和局域动态特性,大大减少了离线阶段中射线与物体的求交次数;同时利用Voronoi图一级邻接点的特点,减少了在线阶段的匹配计算量.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于室内动静结合分割的射线跟踪加速方法

密闭环境的信道建模在许多应用场景中具有重要作用。在空间内障碍物较多时，传统射线跟踪算法在运算过程中会有无用的求交点次数过多的问题，使得算法的计算效率较低。为此，提出一种基于空间分割的射线跟踪加速方法。该方法根据三维空间中物体的分布情况，合理地结合静态与动态两种空间分割加速方法，大幅度减少了射线与空间内物体的求交点次数，提高了算法的计算效率。仿真分析表明，在相同预测精度的三维环境下，与原始算法对比，使用静态空间分割的射线跟踪算法随着分割等级的提升计算效率提高了至少50.2%；而与只使用静态空间分割的算法对比，使用静态与动态空间分割结合的加速方法的计算效率在已经提高的基础上至少还能提升8.9%。     

基于室内动静结合分割的射线跟踪加速方法

密闭环境的信道建模在许多应用场景中具有重要作用。在空间内障碍物较多时,传统射线跟踪算法在运算过程中会有无用的求交点次数过多的问题,使得算法的计算效率较低。为此,提出一种基于空间分割的射线跟踪加速方法。该方法根据三维空间中物体的分布情况,合理地结合静态与动态两种空间分割加速方法,大幅度减少了射线与空间内物体的求交点次数,提高了算法的计算效率。仿真分析表明,在相同预测精度的三维环境下,与原始算法对比,使用静态空间分割的射线跟踪算法随着分割等级的提升计算效率提高了至少50.2%;而与只使用静态空间分割的算法对比,使用静态与动态空间分割结合的加速方法的计算效率在已经提高的基础上至少还能提升8.9%。     

光线跟踪算法中的求交问题

针对Ｋａｙ和Ｋａｙｊｉｙａ提出的光线求交算法进行了几何说明，并提出了改进方法，使求交计算量更小。     

一种基于八叉树空间剖分技术的光线跟踪算法

光线跟踪算法是生成真实感图形的主要算法之一。为了提高光线追踪速度,在研究和比较各种光线跟踪算法的基础上,提出了一种基于八叉树数据结构的光线追踪算法。并结合基于重心坐标系的快速求交算法来提高光线跟踪的求交效率,使用重心坐标来表示包含三角形面片的参数平面,不用像三角形顶点一样需要长期存储,能够快速判定光线与三角形是否相交并计算出交点。实验结果表明,该算法能够在保证图像质量的同时提高绘制速度。     

基于三维反向射线跟踪的电波传播预测

在复杂城市传播环境中,搜索三阶及以上反射及绕射路径能提高电波损耗预测精度,但现有研究主要针对二阶及以下反射及绕射路径。为此,提出一种任意阶反射及绕射反向射线跟踪算法。该算法基于镜像原理和一致性绕射理论,反向搜索确定射线传播路径,同时通过正向筛选过程建立可见多边形、棱边和场点,从而减少相交测试次数,降低高阶路径的搜索复杂度。在此基础上论述反射及绕射次数等因素对电波传播预测精度和复杂度的影响。数值仿真结果表明,考虑高阶传播路径能有效提高预测精度和预测效率,为三维城市中电信基站的规划设计和网络优化提供依据。     

基于Metropolis光线跟踪的组合滤波器

蒙特卡罗方法是计算全局光照的基础,目前已经有很多基于蒙特卡罗的全局光照算法,但大多数算法在渲染时间上都有一定局限性。在蒙特卡罗方法基础上,结合Metropolis光线跟踪算法和组合滤波器,提出一种新的全局光照算法。该算法分为两个部分,首先使用多组不同尺度的滤波器对图像进行处理,然后将多组滤波器处理后的结果组合成最终的结果。该算法使用相对均方根误差作为选择滤波尺度的依据,在采样和重建过程中自适应地为每个像素选择合适的滤波器,以最大化降低误差,得到更好的重建结果。实验结果表明,该算法相对于传统Metropolis算法在效率和图像质量上都有较大提高。     

Efficient parallel spatial subdivision algorithm for object-based parallel ray tracing

Parallel ray tracing of complex scenes on multicomputers requires the distribution of both computation and scene data to the processors. This is carried out during preprocessing and usually consumes too much time and memory. The paper presents an efficient parallel subdivision algorithm that decomposes a given scene into rectangular regions adaptively and maps the resultant regions to the node processors of a multicomputer. The proposed algorithm uses efficient data structures to identify the splitting planes quickly. Furthermore the mapping of the regions and the objects to the node processors is performed while parallel spatial subdivision proceeds. The proposed algorithm is implemented on an Intel iPSC/2 hypercube multicomputer and promising results have been obtained.     

基于贪心策略的多结点并行光线跟踪负载均衡算法

为了提高利用光线跟踪集群绘制生成高分辨率复杂场景画面的并行度,提出基于 贪心策略的多结点并行光线跟踪负载均衡算法。首先根据 GPU 的并行特性将屏幕空间划分成若 干正方形图像块,并基于移动物体球形包围体在屏幕空间的投影构建二值绘制时间影响度图。 然后依据时空相关性利用上一帧图像块耗时和二值绘制时间影响度图建立渲染任务队列,通过 两步负载均衡实现多渲染结点任务的动态分配。最后进行了实验验证和分析,结果表明该方法 具有良好的负载均衡效果,在 5 个渲染结点的绘制效率最高能提升 4.96 倍。     

基于射线跟踪的AOA定位算法的GDOP研究

GDOP是衡量定位系统精度的一个重要指标。基于射线跟踪的定位算法利用镜像站实现对目标的定位,针对现有关于GDOP的计算因没有考虑镜像站之间的相关性,而无法用于对基于射线跟踪的定位系统的定位精度与镜像站布局之间规律进行分析的问题,给出一种基于射线跟踪的AOA定位算法(AOA-RT)的GDOP计算方法。在微小区AOA定位模型下,根据镜像站与定位站之间的关系,得到镜像站位置误差的相关矩阵,根据该相关矩阵推导了AOA-RT算法的GDOP的计算公式。仿真结果表明了所给的GDOP计算方法的合理性,并得出了相关结论。     

基于.NET Remoting的射线跟踪并行计算模型

针对射线跟踪算法计算量大、耗时长的特点,在镜像法的基础上,利用.NET Remoting应用程序架构,设计了分布式射线跟踪并行计算模型。模型以二次虚拟源每个节点的子树为单位划分任务,通过管理程序调用并启动远程计算对象,根据计算节点的完成情况动态地分配任务。仿真结果表明:在保证场强预测精度的前提下,该模型大大减少了计算机运行时间,适用于城市蜂窝环境中电磁波场强的预测。     

CD漫游体光线追踪算法中反走样的研究

图形绘制在虚拟现实中占有很重要的地位,走样亦为图形绘制中的一关键技术。有序抖动算法是反走样技术的一种。介绍了有序抖动算法在CD漫游体光线追踪算法中的应用。     

基于GPU快速光线跟踪算法的设计与实现

设计和实现了GPU上基于流的光线跟踪算法,采用一种基于线索二叉树的KD-Tree结构组织场景,避免了传统KD-Tree结构在遍历场景时在堆栈上的开销。算法在组织复杂场景上,优于利用传统KD-Tree和均匀剖分结构加速场景遍历的方法,在普通PC上实现了光线跟踪的快速渲染。     

一种基于矢量边界追踪的缓冲区生成方法

利用缓冲区边界曲线上各点离缓冲目标距离相等的性质,尝试应用中心线生成的矢量追踪方法的思想,以线目标缓冲为例,设计了一种基于矢量追踪技术的缓冲区生成算法。该方法可回避现有矢量方法中进行的弧段求交、切割重组、边界闭合等复杂矢量计算过程,通过追踪即可一次性获得完整的闭合边界曲线,同时又具有矢量方法计算精度高的特点。论文阐述了算法的基本原理、实现步骤和关键问题,分析了该方法的存在问题,并对其优化措施进行了原则性讨论。