Объективный рендеринг

Indigo Renderer беспристрастен. На этом рендере 2009 года изображена проселочная дорога Германии.

Непредвзятый рендеринг в компьютерной графике относится к методам, которые позволяют избежать систематических ошибок или смещений в приближении яркости изображения . Этот термин конкретно относится к статистической , а не к субъективной предвзятости. воспроизведение реального освещения и затенения Целью объективного рендеринга является максимально точное без каких-либо сокращений. Трассировка пути и ее производные являются примерами объективных методов, тогда как традиционные трассировки лучей методы обычно являются предвзятыми. .

Математическое определение

С математической точки зрения, ожидаемое значение несмещенной оценки (E) — это среднее значение генеральной совокупности , независимо от количества наблюдений. Ошибки дисперсии изображения, возникающие при несмещенном рендеринге, возникают из-за случайной статистической , которая проявляется как высокочастотный шум. В этом контексте дисперсия уменьшается на n (стандартное отклонение уменьшается на n) для n точек данных. в четыре раза больше данных требуется Следовательно, для уменьшения вдвое стандартного отклонения ошибки , что делает беспристрастный рендеринг менее подходящим для приложений реального времени или интерактивных приложений. Изображение, которое выглядит бесшумным и гладким при беспристрастном рендеринге, является вероятностно правильным.

Предвзятый и объективный рендеринг

Метод смещенного рендеринга по-прежнему может создавать изображения, близкие к желаемому результату, но вносит определенную ошибку (часто наблюдаемую как размытие) для уменьшения дисперсии (шума). Эти методы обычно оптимизированы для более быстрого вычисления за счет некоторой точности.

Пример каустики

Беспристрастный метод, такой как трассировка пути, не может учитывать все возможные пути света из-за их бесконечного числа. Он не может выбирать идеальные пути для данного рендеринга , поскольку это может привести к смещению. Например, при отслеживании пути возникают проблемы с каустикой точечного источника света , поскольку при этом маловероятно, что случайным образом будет сгенерирован точный путь, необходимый для точного отражения .

С другой стороны, прогрессивное фотонное картирование (PPM), предвзятый метод, эффективно справляется с каустикой. Несмотря на предвзятость, PPM является последовательным, а это означает, что по мере увеличения количества выборок до бесконечности ошибка смещения приближается к нулю, а вероятность того, что оценка верна, достигает единицы.

Список объективных методов рендеринга

• Отслеживание пути
• Двунаправленная трассировка пути
• Легкий транспорт Метрополиса и связанное с ним «отслеживание путей перераспределения энергии» (ESPT)

Список объективных рендереров

• Арион
• Арнольд
• Циклы
• Керкифея
• ЛюксРендер
• Мантра
• Максвелл Рендер
• Октановый рендер
• Fstorm Render (внешняя ссылка)

См. также

• Глобальное освещение (GI)
• Физически обоснованный рендеринг (PBR)
• Нефотореалистичный рендеринг (NPR)

Библиография

• «Часто задаваемые вопросы о fryrender» RandomControl, SLU . Проверено 20 мая 2010 г.
• Майк Фарнсворт. «Предвзятый и объективный рендеринг» . РендерСпуд . Проверено 20 мая 2010 г.
• «Как выбрать программу для рендеринга» .