曲面计算机积分生成成像(CGII)在反向光线追踪技术中的应用？
在传统的计算机生成积分成像(CGII)方法中，生成的元素图像阵列(EIA)是平坦的，并不适用于曲面积分成像(II)系统。但结合后向光线追踪（BRT）技术后，所生成的弯曲EIA渲染时间将会与flatII系统的BRT-CGII相同。
1908年所提出的积分成像(II)显示生动的三维(3D)图像，具有全视差和准连续的视点，没有所谓的聚散和调节冲突。
II在许多领域都有潜在的应用，例如娱乐、工业检测、安全和国防以及生物医学成像和显示，在过去的几十年里，II得到了广泛的研究，为了扩大视角和增强运动视差，曲面II技术在这些年被广泛研究。
受益于成熟的基于有机发光二极管（OLED）和丝网印刷技术的柔性显示技术，高性能曲面显示屏和曲面透镜阵列已经投入使用，提出了一种基于丝网印刷技术的大规模聚合物微透镜阵列的有效方法。
后来，又制作了一个弯曲的微透镜阵列，并将其与一个弯曲的显示屏结合起来，构建了一个弯曲的II系统。弯曲的II系统显示出比平面系统更好的3D沉浸感和更宽的视角。
因此，在二维显示屏空间带宽积有限的情况下，曲面II显示方案是获得适当宽视角的一个很好的选择。同时，曲面元像阵列（EIA）的生成方法也亟待研究。
近年来，提出了多种CGII方法，如每个相机视点独立渲染（ECVIR）、多视点渲染（MVR）、视点矢量渲染（VVR）和并行组渲染（PGR）。
由于信息冗余，计算复杂度高，渲染效率低。紧接着又提出了一种基于反向光线追踪(BRT)技术的高效CGII方法。但上述CGII方法均不适合曲线EIA的生成。
曲面II系统结构中，由曲面显示屏、曲面透镜阵列和曲面光学扩散屏(ODS)组成。在曲面II系统中，透镜阵列以均匀的曲率半径横向弯曲。图1（b）显示了弯曲II系统的视区。
r为曲面显示屏的半径，g为曲面显示屏与曲面透镜阵列之间的间隙，l为曲面显示屏与曲面ODS之间的距离。
曲面ODS位于曲面II系统的中心深度面上，以特定的漫射角漫射重建3D点发出的光线，以确保3D图像的连续性。
在大多数平面II系统中，从每个EI相同位置的像素发出的光线会聚到一个称为视点的点。在CGII方法中，这些视点被一组虚拟摄像机所取代。建立了一个VCA来捕获3D场景的光场。
而在弯曲II系统中，弯曲EIA是具有均匀曲率半径的弯曲EI的总和，，每个弯曲EI发出的光线都围绕弯曲II系统的中心点旋转，这些光线不能像平面II系统那样会聚到一组视点。因此，传统的CGII方法不适用于弯曲的II系统。
II系统由许多成像单元组成，每个成像单元包含一个EI和一个镜头。由于EI的极小尺寸，曲面II系统的成像单元可以等效为平面EI（以下简称EI）和镜头的组合。
例如，第n个EI中的像素信息是由第n个VCA（以紫色标记），假设透镜模型为针孔模型，追迹光线简化为穿过透镜中心的直线，光线矢量可以通过计算像素坐标及其对应的虚拟相机来确定。
BRT技术的工作原理是通过虚拟屏幕上的相应像素跟踪来自虚拟相机的光线，光线到达3D物体表面时，会根据预先定义的表面材质信息进行反射、折射或透射。
在考虑了光源的位置、颜色、发光强度和物体的表面材质后，就可以计算出那条光线的颜色信息，并赋值给相应的像素点，这样，EIA就呈现出来了。
例如，一条光线从与第一个EI中的像素对应的第一个VCA中的红色相机开始，并在碰撞点碰撞3D模型，碰撞点的RGB值记录在该像素中。
curvedII系统中重建3D图像的不同视角。当摄像机在视区内从左边缘移动到右边缘以及从上边缘移动到下边缘时，可视化1呈现了重建的3D图像。
然而，当水平一侧的视角超过30°时，3D图像会变得模糊。可能有两个原因造成了模糊。首先，曲面显示屏、曲面透镜阵列和曲面ODS应为同心圆柱面。
因此，要提高视区边缘的3D图像质量，应通过高精度加工技术加强框架以校正和固定曲率，当分辨率更高的曲面显示屏投入使用时，3D图像分辨率将得到进一步提升。
曲面CGII方法可以为曲面II系统生成正确的曲面EIA，系统可以显示视角高达80°×50°的3D图像。由于具有视角广、信息利用率高等优点，曲面II系统将成为II发展的重要技术方案。
每个EI及其对应的镜头组成一个成像单元。通过设置多个虚拟相机阵列，可以计算出每个像素点的坐标和对应的虚拟相机，因此，生成特定表面的EIA。
曲面CGII方法可以为具有不同曲率的弯曲II系统生成正确的弯曲EIA，即使对于复杂的表面也是如此，对于一个特定的异常面，也可以假设显示面是许多小平面的组合。
