环境光体散射
论文：Ambient Volume Scattering
会议：SciVis 2013
作者：Marco Ament, Filip Sadlo, Daniel Weiskopf
文章提出了一种利用环境光散射的光学模型，通过在每个采样点球形邻域内计算散射光强度，实现了在直接体绘制中加入散射的效果。该方法实现了物理学上光的多次散射，结果更自然，真实感更强。
下图是对超新星爆炸的体绘制结果，图a是普通的基于emission and absorption光学模型的体绘制，图b是采用ambient occlusion的体绘制，图c是采用了文章方法实现了multiple scattering光学模型的体绘制。我们可以看到，图a的空间感差，丢失了亮度和阴影的变化信息；图b实现了局部软阴影，被遮挡的地方亮度更暗，增强了空间的层次感，但是云层背向的部分十分明亮，真实感不足；图c实现了方向光产生的软阴影和间接光照，图片中间位置的亮点是光源，可以看到云层背向光源的方向多出了一些暗条纹，真实感更强。
文章实现的并非全局的multiple scattering，如下图a，而是multiple scattering在介观尺度下的近似，仿照ambient occlusion在采样点的一个半径为r的球形邻域内计算散射光，如下图b。
如下图所示，文章采用迭代的方法计算散射光强度，即上一个球形邻域的出射光作为下一个球形邻域的入射光。
在球形邻域内使用path tracing实现了对环境光的预积分，绘制时用三维纹理缓存数据集、预积分表和环境光消光系数，采用ray casting进行体绘制。
文中所述方法的优势：
1、逼真的空间感知、高质量光照、半透明和软阴影效果
2、高效，满足实时交互
3、预计算与传输函数和数据集无关，生成的预积分表很小
4、适用于现有的ray casting算法
局限：
1、仅适用于体绘制中，不适用面绘制的光照