覃海宁

(广西经贸职业技术学院 信息工程系，广西 南宁 530021)



基于GPU纹理查找的彩虹实时渲染技术*

覃海宁

(广西经贸职业技术学院 信息工程系，广西 南宁 530021)

在实时应用中渲染彩虹不容易，要适应环境变化又要有合理的真实感.文章在Lee图纹理查找表方法的基础上，通过GPU加速彩虹渲染效率，避免了直接应用空气中光的散射方程计算彩虹像素值,取得实时逼真的效果，同时将该方法应用于副虹生成、雾虹生成、潮湿空气等，拓展了它的应用范围.

GPU编程;彩虹生成;Lee图;纹理查找

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彩虹的实时真实感模拟在动漫游戏、自然灾害预防和救援、科学计算可视化、虚拟现实等领域均有应用.这种大气光学现象是由大量雨滴同时对太阳光的折射及散射生成的.图形学光线传播过程模拟方法中,最重要的是光线跟踪和辐射度方法[1].但这些方法不适合彩虹模拟，因为雨滴颗粒对光能传输的特殊影响没有考虑进去，也就是说传统的图形学建模和绘制方法难以对其逼真模拟.Musgrave在光的折射与色散理论基础上，提出了适合利用光线跟踪及 Z-Buffer 技术绘制的彩虹生成模型，但计算量巨大、生成速度慢[2].Walter根据彩虹光线散射角度，利用Mie散射查找表方法进行采样，绘制出逼真的彩虹，但仍达不到实时绘制的要求[3].Brewer等根据空气中的光学理论，计算出适应不同半径水滴的Lee图作为查找表，生成了真实感较强的彩虹场景，这种方法大量用于游戏开发中[4].笔者则在Lee图纹理……