[发明专利]表现体素上真实光照的计算全息图生成方法和装置

权利要求书

1.一种表现体素上真实光照的计算全息图生成方法，其特征在于，包括：

确定初始化光源的环境光光强、初始化光源的漫反射光光强、初始化光源的镜面反射光光强和初始化光源的光源位置；

读入待全息物体的体数据，设置用于将所述体数据标量值转换为四元量的传递函数；

模拟在全息面上设置的虚拟摄像机向所述体数据形成的模型投射光线，检测出与所述模型相交的光线作为相交光线；

对于所述相交光线中的第s条光线，在其行进路线上进行采样并基于所述环境光光强、所述漫反射光光强、所述镜面反射光光强、所述光源位置和第s条光线上任一采样点的位置确定所述任一采样点上的环境光反射光强、漫反射光光强和镜面反射光光强；其中，s＝1，2，3，…，n，n为相交光线的总条数；

基于第s条光线上任一采样点的环境光反射光强、漫反射光光强、镜面反射光光强、所述任一采样点的颜色值和所述任一采样点的不透明度，确定所述任一采样点的合成光照后的颜色值和不透明度；

基于所述相交光线的n条光线上的各个采样点的合成光照后的颜色值和不透明度，生成待全息物体的全息图。

2.根据权利要求1所述的表现体素上真实光照的计算全息图生成方法，其特征在于，所述模拟在全息面上设置的虚拟摄像机向所述体数据形成的模型投射光线，具体包括:

模拟从全息面设置的虚拟摄像机向所述体数据形成的模型投射光线；

其中，所述全息面放置于所述模型的正前方，所述光线形成的光线簇的锥角不超过用于在所述全息面进行全息成像的空间光调制器的最大衍射角。

3.根据权利要求1所述的表现体素上真实光照的计算全息图生成方法，其特征在于，所述对于所述相交光线中的第s条光线，在其行进路线上进行采样并基于所述环境光光强、所述漫反射光光强、所述镜面反射光光强、所述光源位置和第s条光线上任一采样点的位置确定所述任一采样点上的环境光反射光强、漫反射光光强和镜面反射光光强；其中，s＝1，2，3，…，n，n为相交光线的总条数，具体包括：

对于所述相交光线中的第s条光线，在其行进路线上进行采样，采样起始点为该光线入射击中所述模型的点，采样终止点为该光线射出击中所述模型的点；其中，s＝1，2，3，…，n，n为相交光线的总条数；

基于第s条光线上任一采样点的位置和所述光源位置，确定所述任一采样点指向光源的单位向量，基于所述任一采样点的位置和所述虚拟摄像机的位置，确定所述任一采样点指向视点的单位向量；基于所述任一采样点的三维坐标和灰度值、所述任一采样点周围相邻六体素的三维坐标和灰度值，确定所述任一采样点的单位法向量；

基于所述任一采样点指向光源的单位向量和所述任一采样点指向视点的单位向量，确定所述任一采样点的半角向量；

基于所述环境光光强，确定所述任一采样点上的环境光反射光强；

基于所述漫反射光强、所述任一采样点的单位法向量和所述任一采样点指向光源的单位向量，确定所述任一采样点上的漫反射光光强；

基于所述镜面反射光光强、所述任一采样点的单位法向量和所述任一采样点的半角向量，确定所述任一采样点上的镜面反射光光强。