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正文摘录:

朱若萍：基于三维射线跟踪塑型笪皇邃篮堂亟测盟丕场强。2.2几种常用的射线跟踪法和比较射线跟踪模型建立的难点在确定每条射线的传播路径。多年来，很多学者对此做出过深入的研究，并得到了一些行之有效的方法。目前提到较多的射线跟踪技术有以下几类：镜像法、极小光程法、测试射线法和确定性射线管方法。2.2.1镜像法镜像法Ⅲ建立在反射定律、折射定律和解析几何理论的基础上，由几何光学可知，反射线可以通过寻找镜像点的办法来得到，进而确定射线的传播路径。按一般的镜像法所述，源像点对反射面产生镜像点，而这些镜像点又对诸反射面产生新的镜像点，而这些新的镜像点又可以产生新的镜像点，如此继续下去所得的镜像数目会多的惊人(如图1所示)，计算起来也十分困难。镜像面图1在二维平面中用镜像法寻找射线路径虽然镜像法有较高的预测精度，但每一次跟踪过程均与接收点的位置有关，使得跟踪软件不能做得很通用。另外对于环境障碍物几何形状过于复杂的情形，应用起来困难。2.2.2极小光程法这一方法本质上与传统镜像法完全一样，但该方法不用反射定律确定墙面反射点的位置，而是用将光程取极小值的方法确定诸墙面的各次反射点的坐标位置口。。最小光程法与传统镜像法的射线跟踪均与接收点的位置有关，都是一种点对点的射线跟踪方法。镜像法和最小光程法跟踪效率均很高，但不适用于复杂环境。在运用这两种方法进行射线跟踪的过程中，所有可能出现的射线(包括反射线和绕射线)分为有效射线和无效射线两种。只有那些有可能到达接收点的射线才是有效射线，需要加以计算；无法到达接收点的射线为无效射线，应删除以提高跟踪效率。判决射线是否为有效射线的标准有2条：一是看反射点是否处在真实的反射面上，二是看射线是否被阻挡。2.2.3测试射线法在这种方法中引入接收球的概念(如图2所示)。取24定一个接收点，考查位于该点附近并与该射线垂直距离为d的射线。设想将组成某一路径的射线序列拉直，其总长度为L。以接收点为中心，以驴L／2为半径(称接收半径)作～球(称接收球)。若d≥妒L／2，则近似认为这根射线对接收点场强没有贡献。若d＜妒L／2，则需要计算这根射线对接收点场强的贡献。图2接收球的二维表示接收球的半径为甜／√3测试射线法的主要步骤可分如下4步：(1)确定源射线的发射方向；(2)跟踪射线，确定每一条射线的传播路径；(3)识别被接收机接收的射线；(4)计算接收到的所有射线的强度，然后计算矢量和得到接收信号的强度。此方法的优点就是与接收点的位置无关，与前两种方法相比更适用于复杂环境中的射线跟踪。但特别要注意的是：用此方法时对每一路径均要做接收球，且要求测试射线全方位进行固定角度间隔的扫描，工作量颇大。为了方便跟踪和计算，测试射线法可以加以变通，可先在水平面上进行二维扫描，获得二维射线跟踪结果，然后应用二维向三维变换的方法求出三维结果。2.2.4射线管法该方法首先在二维平面上定义3类射线管，分别为发射机射线管、反射射线管和绕射射线管0]。其中发射机射线管表示从一个发射机发射出来的射线束，他是以发射机位置和大小为2丌弧度的管角来描述。反射射线管表示由墙面所反射的射线束，他由墙面的镜像的位置、墙面的编号以及小于兀弧度的管角来描述的，管角由墙面的被照射部分的大小所决定，反射射线管可以由产生在他之前的任意一类射线管所产生。而绕射射线管是用来表示由墙角所产生的绕射射线束，他由墙角的位置、墙角的编号以及管角的大小来描述，管角的大小由与墙角相连的两个墙面所决定，绕射射线管也可以由产生在他之间的任意一类射线管所产生。定义好3类射线管后，构造射线管树。射线管树的根通常是发射机射线管，而发射机射线管的子管则作为树的第二层，这些子管又可分别产生各自的子管来构成树的第三层，依次类推就可构造出整个射线管树。射线