《光学成像效果绘制》依据作者在光学成像效果绘制领域多年的研究成果凝练而成，系统地介绍了光学成像效果绘制的理论基础、发展脉络以及关键技术方法。《光学成像效果绘制》共9章，第1章绪论阐述了国内外光学成像效果绘制的研究进展；第2～4章介绍了基于几何光学的成像效果自适应绘制方法；第5～6章介绍了基于波动光学的成像效果绘制方法；第7章介绍了相机成像效果绘制方法，包括相机镜头精确建模方法以及散景、重影、眩光等成像效果绘制方法；第8～9章介绍了作者结合多年研究积淀开发的两款具有完全自主知识产权的光学仿真软件SeeOD和SeeLight，并展示了基于SeeOD和SeeLight仿真软件的光学成像效果绘制实例。
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目录
序
前言
第1章绪论1
1.1真实感图形绘制概述2
1.1.1采样与重构3
1.1.2真实感图形绘制方法6
1.2基于几何光学的自适应成像效果绘制方法9
1.2.1基于空域分析的光线追踪绘制方法13
1.2.2基于频域分析的光线追踪绘制方法15
1.2.3光子映射绘制方法17
1.3基于波动光学的成像效果绘制18
1.3.1几何表面反射效果绘制问题18
1.3.2周期性微观结构衍射效果绘制.20
1.3.3薄膜干涉效果绘制21
1.3.4蝴蝶彩色效果绘制22
1.4相机成像效果绘制24
1.4.1景深和散景效果绘制24
1.4.2像差效果绘制26
1.4.3星芒和重影效果绘制27
第2章基于空域光线追踪的自适应绘制29
2.1基于KD树的多维自适应采样29
2.1.1空间分割与KD树29
2.1.2自适应采样及优化32
2.1.3并行加速绘制38
2.1.4绘制实例与分析41
2.2自适应聚类采样45
2.2.1聚类划分框架46
2.2.2划分特征向量47
2.2.3自适应采样49
2.2.4绘制实例与分析50
2.3基于BP神经网络的自适应采样52
2.3.1BP神经网络.53
2.3.2自适应采样55
2.3.3重构57
2.3.4绘制实例与分析58
2.4基于匹配块的各向异性重构算法62
2.4.1块偏移思想64
2.4.2计算引导图像65
2.4.3重构参数选择66
2.4.4自适应采样68
2.4.5算法分析69
2.4.6绘制实例70
2.5本章小结75
第3章基于频域分析的自适应绘制77
3.1基于Contourlet变换的自适应采样78
3.1.1离散小波变换79
3.1.2绘制空间的分解与分析80
3.1.3多尺度自适应采样82
3.2多尺度各向异性滤波器.84
3.2.1计算滤波器大小85
3.2.2各向异性特征提取86
3.2.3多尺度各向异性滤波88
3.3并行绘制88
3.4绘制实例与分析89
3.4.1自适应采样89
3.4.2各向异性滤波器分析92
3.4.3并行效果分析93
3.4.4真实感效果对比94
3.5本章小结95
第4章基于光子映射的自适应绘制97
4.1渐进式各向异性光子重构97
4.1.1算法流程98
4.1.2渐进式过程99
4.1.3各向异性重构100
4.1.4绘制实例与分析102
4.2自适应重要性光子追踪104
4.2.1算法流程105
4.2.2场景空间划分106
4.2.3特征误差评估值106
4.2.4光子追踪108
4.2.5自适应累积分布函数108
4.2.6光子辐射度109
4.2.7渐进式过程110
4.2.8绘制实例与分析111
4.3基于视点重要度的适应光子追踪116
4.3.1视点重要度116
4.3.2光子路径119
4.3.3初始变换参数的搜索122
4.3.4可编程重要性函数123
4.3.5绘制实例与分析126
4.4本章小结131
第5章光学衍射效果绘制133
5.1基于基尔霍夫理论的微表面衍射效果绘制133
5.1.1入射光能134
5.1.2衍射着色器135
5.1.3微表面衍射模型136
5.1.4衍射渲染方程140
5.1.5衍射效果绘制流程140
5.1.6绘制实例141
5.2基于惠更斯–菲涅耳理论的光栅衍射效果绘制144
5.2.1多缝衍射144
5.2.2光栅方程145
5.2.3光谱建模146
5.2.4绘制实例147
5.3基于维格纳分布函数的衍射效果绘制149
5.3.1平面波角谱理论149
5.3.2维格纳分布函数151
5.3.3与光线追踪器集成153
5.3.4绘制实例153
5.4本章小结154
第6章光学干涉效果绘制156
6.1基于多光束方程的多层薄膜干涉效果绘制156
6.1.1相干干涉条件156
6.1.2多层薄膜干涉158
6.1.3介质属性建模160
6.1.4干涉渲染方程165
6.1.5绘制实例与分析166
6.2基于薄膜干涉模型的蝴蝶翅膀彩色效果绘制169
6.2.1蝴蝶翅膀模型170
6.2.2蝴蝶翅膀多层薄膜干涉171
6.2.3蝴蝶翅膀彩色效果绘制算法175
6.2.4集成接口与实现177
6.2.5绘制实例与分析180
6.3本章小结184
第7章相机成像效果绘制185
7.1相机光学镜头模型185
7.1.1相机镜头的光学表面建模186
7.1.2相机镜头的色散建模187
7.1.3镜头内的光线追踪190
7.1.4模型接口与图形化操作界面194
7.1.5模型的运行框架197
7.1.6基于ALMRR模型的绘制框架198
7.1.7绘制实例与分析199
7.2基于光阑的散景效果绘制204
7.2.1散景效果的光学原理205
7.2.2相机镜头的光阑206
7.2.3相机镜头内的光线追踪方法208
7.2.4绘制实例与分析212
7.3基于单色像差的散景效果绘制.215
7.3.1弥散圈的形成215
7.3.2单色像差216
7.3.3单色镜头模型220
7.3.4三维场景中的光线追踪222
7.3.5绘制实例与分析224
7.4基于色差的散景效果绘制227
7.4.1色差228
7.4.2光谱镜头模型229
7.4.3光谱绘制方法233
7.4.4绘制实例与分析236
7.5镜头重影效果绘制241
7.5.1反映重影效果的镜头光学模型242
7.5.2基于光子映射的镜头重影效果绘制框架.244
7.5.3渐进式光子发射245
7.5.4光子追踪及光栅化247
7.5.5绘制实例与分析250
7.6眩光效果实时绘制254
7.6.1相机镜头内的光学衍射254
7.6.2眩光效果的光学建模256
7.6.3实时光线追踪渲染框架264
7.6.4绘制实例与分析265
7.7本章小结267
第8章基于SeeOD软件的图像成像过程模拟269
8.1SeeOD光学系统建模269
8.1.1光学成像系统建模270
8.1.2光线追迹法273
8.1.3透射以及折反射模型280
8.2基于成像模拟的几何PSF.284
8.2.1光学成像系统的数学模型284
8.2.2几何PSF基本原理287
8.2.3PSF的强度288
8.3成像模拟功能的展示.290
8.3.1成像模拟基本介绍290
8.3.2成像模拟实现步骤291
8.4本章小结294
第9章基于SeeLight软件的复杂环境成像效果绘制295
9.1SeeLight软件简介295
9.1.1软件概述295
9.1.2复杂环境成像效果绘制模块297
9.2复杂天气状况建模298
9.2.1气溶胶模型301
9.2.2不同天气模型302
9.2.3绘制实例与分析305
9.3大气对成像效果绘制的影响307
9.3.1大气湍流模型307
9.3.2大气吸收散射310
9.3.3绘制实例与分析311
9.4低光照度对成像效果绘制的影响312
9.4.1辐照度模型313
9.4.2噪声模型316
9.4.3绘制实例与分析317
9.5本章小结318
参考文献319
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