蒋聪，陈纯毅

（长春理工大学　计算机科学技术学院，长春　130022）



基于手势的交互式三维场景并行光线跟踪绘制研究

蒋聪，陈纯毅

（长春理工大学计算机科学技术学院，长春130022）

摘要：利用光线跟踪可以绘制出高质量的真实感场景画面，但计算量很大，难以实现实时交互式绘制。为此，三维真实感场景的实时交互式绘制往往需要用到集群，但集群的绘制速度是由绘制速度最慢的节点决定的，如果节点之间的任务没有被划分均匀，集群的绘制效率就会下降。为了满足实时交互式绘制的要求、提高集群的绘制效率，设计了在粗粒度和细粒度两个层次上同时实现并行计算的集群绘制系统，并针对集群的负载均衡问题提出了基于像素递归深度的负载均衡方法。该方法首先统计出每个像素的递归深度从而得到整个场景的递归深度图，然后对上一帧按递归深度进行均衡划分。根据连续两帧所对应的场景具有的时空相关性，上一帧的划分结果可作为下一帧划分的依据。本算法的优势在于能够快速实现三维动态场景下的集群负载均衡。实验表明，该集群绘制系统可以高效地实现基于Kinect的实时交互式绘制。

关键词：集群；光线跟踪；负载均衡；递归深度；实时交互

近年来，实时交互式真实感图形绘制是计算机图形学研究的热点。为了使绘制结果更加真实，往往采用光线跟踪进行绘制。如果绘制的场景包含较多的镜面材质对象，则系统需要对大量的二次光线和阴影探测光线进行处理，这会使绘制效率大大降低，而无法满足实时交互的要求。……