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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明提出了一种基于球体包围结构的射线追踪方法，实现步骤为：构建球体包围结构，每个球体内包含若干面元；利用球心矢量在入射射线方向上的投影，完成球体排序根据球体排序顺序，射线依次与球体进行相交检测，保留与射线相交球体内的面元；射线依次与相交球体内的面元进行相交检测，获得交点，射线反射，以反射射线作为入射射线继续射线追踪，直至射线不与任何球体或面元相交，获得射线追踪结果。本发明对包含有若干三角平面元的多个球体包围结构在射线方向进行先后排序，并对入射射线与每个球体包围结构进行相交检测，以剔除不与射线相交的球体内的全部三角面元，能够省去更多冗余的线‑面相交计算，有效提高了追踪效率。

主权项：1.一种基于球体包围结构的射线追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：1构建球体包围结构：对目标几何模型进行离散，并通过离散得到的N个三角平面元的顶点信息，构建M个半径为r的球体包围结构S＝{Sm|1≤m≤M}，其中N≥1，M＝I×J×K，I、J和K分别表示球体包围结构在x、y和z方向上的个数，Sm表示第m个球体包围结构；2按照球心矢量投影对所有球体包围结构进行排序：计算每个球体包围结构球心矢量在入射射线入射方向上的投影l＝{lm|1≤m≤M}，并按照投影由小至大的顺序对M个球体包围结构进行排序，得到在入射射线传播方向上的距入射射线起点由近至远排序的M个球体包围结构S'＝{S'm|1≤m≤M}，其中S'm表示排序后的第m个球体包围结构；3对入射射线与每个球体包围结构进行相交检测：判断排序后的每个球体包围结构S'm的球心距入射射线的最近距离hm与球体包围结构半径的r是否满足hm≤r，若是，则S'm与入射射线相交，得到与入射射线相交的Q个球体包围结构S”＝{S”q|1≤q≤Q}，并执行步骤4，否则，则入射射线离开目标表面，执行步骤5；4对入射射线与相交的每个球体包围结构内的三角平面元进行相交检测：判断入射射线与步骤3获取的相交的每个球体包围结构S”q内的三角平面元的联立方程的是否有解，若是，则入射射线与S”q内的三角平面元相交，并获取以入射射线与该三角平面元的交点为起点，以采用菲涅尔定律计算的方向为反射方向的反射射线，并将该反射射线作为入射射线后执行步骤2，否则，入射射线离开目标表面，执行步骤5；5获取射线追踪结果：将步骤3获取的不与每个球体包围结构S”q相交的入射射线和步骤4获取的不与S”q内的三角平面元相交的入射射线作为追踪结果。

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