题目：预计算辐射度在游戏中的研究和运用

计算机图形学中关于光影的绘制一直以来都是研究的热点和难点。利用局部光照虽然能够用在实时的渲染中但是获得的效果始终不如人意，相反利用全局光照技术可以获得逼真的效果，但是由于计算量巨大无法被运用到实时渲染中。为了能够在实时的渲染中获得逼真的效果，本文使用了预计算辐射度技术，也就是Precomputed Radiance Transfer (PRT) 技术。它是近年来实时渲染领域的一个研究热点。该技术的特点是将全局光照中大量的计算通过数学上的方法巧妙的转移到预计算的阶段完成，所以在实时阶段只需要进行简单的计算即可达到全局光照的效果。PRT的主要思想是将全局光照绘制过程中所需的几何体的遮挡，相互反射等信息在预计算中获取，在实时绘制时利用预计算的数据进行渲染计算，将绘制时主要的计算量转移到预处理过程中。预计算的光辐射传输函数技术的关键问题是，采用适当的预计算采样的模式，减少采样数据量，达到快速绘制。本文针对在游戏开发的实际项目中的问题，针对PRT技术进行了改进。由于PRT预计算得到的数据量巨大，本文提出使用简单的压缩方法进行系数压缩，以减少显存的占用以及CPU到GPU的传输量。同时为了改进渲染效率本文针对球面调和函数的旋转进行了改进。只能够计算静态场景是PRT的缺陷，针对游戏中的大量的动态物体，本文提出了将场景分割为若干细小单元每个单元分别计算辐照度的方法。在实时阶段通过动态查询物体临近单元的辐照度进行插值就能够在一定程度上允许动态物体的存在。在游戏场景中可能存在多个的光源其中包括环境光源，点光源。为了能够提供给游戏的设计人员更高的灵活度，本文针对传统的PRT光源渲染方法做了改进，使得PRT方法能够支持局部的点光源。PRT预计算的时间较长，不利于在游戏设计的过程中，对游戏场景进行大量的查看，修改。针对这个问题本文提出了一种通用的渐进计算的方法，通过这种方法能够渐进的对场景进行预计算并能够及时的查看到效果，有利于设计人员及时的对场景进行调整。最后作为对PRT改进算法以及论文提出的渲染方案的实践，论文使用C++语言实现了结合了改进PRT算法的渲染方案，并在文章中给出了关键代码的分析。