[发明专利]基于NURBS曲面的射线追踪方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于NURBS的射线追踪方法及系统，主要解决现有射线追踪方法速度慢和精度低的问题。其方案是：1.根据曲面节点距信息将曲面表示为多个曲面元；2.利用曲面元的坐标轴排列包围盒，排除一部分无交点的曲面元；3.利用曲面的三角面元控制网络，进一步排除无交点的曲面元；4.应用极值搜索迭代方法取射线和剩余曲面元的交点；5.利用几何关系与菲涅尔定律对射线进行追踪，形成递归，实现射线轨迹追踪。本发明通过坐标轴排列包围盒与三角面元控制网络排除更多无交点曲面元，减少了射线追踪时间，通过极值搜索迭代求解射线‑曲面交点，提高了交点的精度，可用于对表面弯曲目标雷达散射截面积进行快速和精确的计算。

主权项

1.一种基于NURBS曲面的射线追踪系统，其特征在于，包括：第一级拒绝检测模块(1)，用于对每个曲面元构造各自的坐标轴排列包围盒AABB，若射线与某AABB不相交，则射线与该AABB对应的曲面元没有交点，排除该AABB所包含的曲面元，将保留下来的曲面元确定为初始曲面元集；第二级拒绝检测模块(2)，用于为初始曲面元集中的曲面元建立各自的三角面元控制网络，若射线与某三角面元控制网格不相交，则射线与该三角面元控制网格对应的曲面元没有交点，排除该控制网络对应的曲面元，将保留下来的曲面元确定为目标曲面元集；线‑曲面相交检测模块(3)，用于应用极值搜索法迭代求解三角面元控制网络对应的曲面元与射线的交点，即先根据射线与某三角面元控制网络的交点个数k，再结合非均匀有理B样条NURBS的性质，得到与极值搜索法匹配的初始值与迭代区域，然后利用得到的初始值与迭代区域，应用极值搜索法迭代求解三角面元控制网络对应的曲面元与射线的交点；轨迹追踪模块(4)，用于选取与射线源点最近的照亮交点，并应用菲涅尔定律获得射线的反射方向，再将被照亮交点作为起点，将反射射线作为新的入射射线继续追踪，形成递归，从而实现射线轨迹追踪。