随着实时光线追踪(real-time ray tracing)技术的兴起,实时绘制与真实感绘制的界限愈加模糊。被认定为未来图形学发展必然趋势的实时光线追踪技术,在当前的起步阶段,受限于目前图形处理器(graphics processing uint,GPU)的性能,绘制时单位像素光线数目(rays per pixel)并未达到光线追踪算法结果有效收敛的最低要求。如何在光线数目有限的情况下,绘制出没有明显噪点、结果相对收敛的图像再次成为了具有研究价值的课题方向。本文的间接光场自适应划分和光场矩阵补全算法可以在少量采样光场信息的情况下,有效还原出完整的光场光能分布,从而降低了绘制结果收敛的光线数目要求,加速了绘制过程。光场能量分布符合局部性原理,包括时间局部性和空间局部性,本文算法正是利用了间接光光场的空间局部性。对于场景的局部区域而言,其间接光光场能量分布具备稀疏性,本文算法将局部区域的间接光光场以矩阵的形式表示,得到低秩的间接光光场矩阵,同时结合数学家近几十年来不懈研究的低秩矩阵补全技术,通过光线追踪少量采样间接光光场矩阵元素,利用矩阵补全技术还原出完整的间接光光场信息。本文除了研究稀疏光场矩阵补全问题外,还着力于解决非稀疏光场矩阵的补全问题。针对非漫反射材质物体表面的光场,本文提出了自适应光场划分的方式,来解决光泽材质光场矩阵还原问题。同时,为了减少采样过程自带的噪点对矩阵补全的负面影响,本文以矩阵估计作为辅助方式,在光场矩阵补全的同时进行光场矩阵的滤波。综合以上内容,本文提出了一种切实可行的间接光光场自适应划分和光场矩阵补全的算法,对图形绘制点进行少量光线追踪采样,即可还原出绘制点完整的光能分布信息,从而实现了绘制结果快速收敛的目标。