【摘 要】
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蒙特卡罗辐射传输(MCRT)算法常用于模拟光在自然介质中的多次散射过程,该算法在计算机图形渲染和天体物理等领域均有广泛的应用。蒙特卡罗辐射传输中重要的步骤是对相函数的散射角进行采样。本文利用蒙特卡罗算法计算散射角,旨在探索合适、高效的抽样方法模拟光散射。我们首先讨论对Rayleigh相函数进行统计抽样方法研究,用取舍抽样、直接抽样和制表法三种方法对Rayleigh相函数进行采样,并将三种抽样方法应
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蒙特卡罗辐射传输(MCRT)算法常用于模拟光在自然介质中的多次散射过程,该算法在计算机图形渲染和天体物理等领域均有广泛的应用。蒙特卡罗辐射传输中重要的步骤是对相函数的散射角进行采样。本文利用蒙特卡罗算法计算散射角,旨在探索合适、高效的抽样方法模拟光散射。我们首先讨论对Rayleigh相函数进行统计抽样方法研究,用取舍抽样、直接抽样和制表法三种方法对Rayleigh相函数进行采样,并将三种抽样方法应用到Henyey-Greens tein(HG)相函数中。并且为了模拟不同介质中的散射特征,将HG相函数作相应的改进得到Rayleigh Henyey-Greenstein(RHG)相函数和Modified Henyey-Greenstein(MHG)相函数,并使用抽样方法对改进的相函数进行抽样,根据取舍抽样和直接抽样,可以看出各个散射相函数在空间上的分布情况。而且,为降低抽样误差和抽样成本,考虑将制表法和取舍抽样结合提出改进制表法。此外,为分析抽样方法的效果,我们使用Kolmo gorov-Smirnov(KS)检验对抽取的样本点进行检验。根据KS检验结果讨论和说明三种抽样方法和改进制表法的抽样效果,以及优缺点。最后选取不同g值,证明了参数g对抽样方法的精度有显著影响。
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