[发明专利]一种三角网格曲面下切割面动态调整的射线寻迹方法

摘要

本发明公开了一种三角网格曲面下切割面动态调整的射线寻迹方法，首先对NAS格式的三角网格文件进行解析，获得三角网格曲面的链表矩阵；对链表矩阵采用面积‑角率加权方法获得网格各节点的法向矢量；根据网格各节点的法向矢量、射线寻迹源点及初始入射方向，获得目标的有效阴影点；以有效阴影点为起点，基于传播方向和当前三角网格顶点的法向矢量获得切割平面，不断切割直到满足寻迹的结束条件，获得爬行波短程线的路径矩阵，最后采用拟合方法获得爬行波弧线。本发明避免了复杂的优化问题，提升了寻迹速度，此外爬行波寻迹模型采用纯粹的解析几何计算，不存在数值误差和优化误差，具有较好的寻迹精度和稳定性。

主权项

1.一种三角网格曲面下切割面动态调整的射线寻迹方法，其特征在于：包含如下步骤，第一步，对三角网格协议文件XX.NAS进行解析，获取三角网格曲面的链表矩阵；第二步，根据三角网格曲面的链表矩阵，求解各三角网格顶点的法向矢量；第三步，定义射线寻迹的源点及入射方向，结合各三角网格顶点的法向矢量，采用向量正交和遮挡判别算法，求解有效阴影点；第四步，以有效阴影点为起点，动态调整切割面，以寻迹结束条件为终止条件，求解爬行波短程线的路径矩阵；第五步，采用弧形拟合方法处理爬行波短程线的路径矩阵，最终获得三角网格曲面的爬行波矩阵；所述第三步中，求解有效阴影点具体为，(31)计算备选阴影点，定义R_s为射线寻迹的源点，n₀为射线寻迹的入射方向的单位矢量，s_d1为三角网格顶点，n(s_d1)为顶点s_d1的法向矢量，则满足公式的s_d1称为入射采样点，满足的入射采样点称为备选阴影点，记为Q；(32)从备选阴影点中找出有效的阴影点，连接备选阴影点与源点的线段，判断与三角网格曲面是否相交，如果不相交则备选阴影点为有效的阴影点，有效的阴影点计算方法如下：假设三角网格的三个顶点坐标为A、B、C，射线寻迹源点坐标记为S，R为备选阴影点Q的坐标，求解矩阵方程当det[A‑C B‑C R‑S]≠0时，可求得未知数α、β及λ的值，判断备选阴影点为有效阴影点的条件如下：α、β、(1‑α‑β)及λ中有任意一个参数不在区间[0，l]内或det[A‑C B‑C R‑S]＝0。