Объемная трассировка пути
Объемная трассировка пути — это метод рендеринга изображений в компьютерной графике , который впервые был представлен Лафортуном и Виллемсом. [1] Этот метод улучшает рендеринг освещения в сцене, расширяя метод трассировки пути эффектом рассеяния света . Он используется для фотореалистичных эффектов участвующих медиа, таких как огонь, взрывы, дым, облака, туман или мягкие тени.
Как и в методе отслеживания пути, луч следует в обратном направлении, начиная с глаза, до тех пор, пока не достигнет источника света. При объемной трассировке пути наряду с трассировкой лучей могут происходить события рассеяния. Когда луч света попадает на поверхность, определенное его количество рассеивается в среде. [2]
Описание
[ редактировать ]Алгоритм основан на уравнении объемного рендеринга: [3] которое расширяет уравнение рендеринга с помощью члена рассеяния. Он состоит из абсорбционной, рассеивающей, эмиссионной и рассеивающей частей. Поглощение и рассеяние вместе образуют член затухания. Внутреннее рассеяние — самая дорогая часть расчета, поскольку оно требует интегрирования по всем путям сцены, состоящим из сияния . Поэтому нужно проследить тысячи путей, чтобы добиться результата с хорошим качеством и без особого шума. Для лучшего понимания член рассеяния можно разделить на две составляющие: однократное рассеяние и многократное рассеяние. [4]
Алгоритм
[ редактировать ]При объемной трассировке пути расстояние между лучом и поверхностью измеряется и сравнивается с расстоянием ближайшего пересечения луча с поверхностью. Если расстояние выборки меньше, происходит событие разброса. В этом случае путь оценивается и отслеживается от точки рассеяния в среде, а не от точки поверхности, на которую он падает. Остальная часть процедуры продолжается таким же образом, пока не достигнет источника света. [2] [5]
Выборка
[ редактировать ]Возможным способом выборки расстояний является метод марширования лучей , который работает аналогично трассировке лучей , но работает с полем расстояний сцены и действует дискретными шагами. Рассеяние внутри среды можно определить с помощью фазовой функции с использованием выборки по важности . Следовательно, фазовая функция Хеньи – Гринштейна [6] — неизотропная фазовая функция для моделирования рассеяния материалов, таких как океаны, облака или кожа. [4] — можно применять.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лафортюн, Эрик П; Виллемс, Ив (июнь 1996 г.). «Рендеринг участвующих медиафайлов с помощью двунаправленной трассировки пути» (PDF) . Техники рендеринга '96 . Еврографика. стр. 91–100. дои : 10.1007/978-3-7091-7484-5_10 . ISBN 978-3-211-82883-0 .
- ^ Jump up to: а б Сконберг, Робин (январь 2015 г.). «Оценка визуальных параметров при объемной трассировке пути» (PDF) . Департамент науки и технологий Линчепингского университета: 20–22.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Чандрасекар, Субрахманян (1950). «Радиационный перенос». Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества . 76 (330). John Wiley & Sons, Ltd: 498. doi : 10.1002/qj.49707633016 . ISSN 1477-870X .
- ^ Jump up to: а б Ярош, Войцех (2008). «4-5» . Эффективные методы Монте-Карло для переноса света в рассеивающих средах . Калифорнийский университет. стр. 55–100.
- ^ Кулла, Кристофер; Фахардо, Маркос (июнь 2012 г.). «Методы выборки по важности для отслеживания путей в участвующих СМИ». Форум компьютерной графики . 31 (4). Джон Уайли \& Sons, Inc.: 1519–1528. дои : 10.1111/j.1467-8659.2012.03148.x . ISSN 0167-7055 . S2CID 2534374 .
- ^ «Фазовая функция Хеньи – Гринштейна» (PDF) .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Объемная трассировка пути (март 2012 г.). Корнелльский университет.
- Объемный легковой транспорт (март 2012 г.). Корнелльский университет.
- Эффективный объемный рендеринг в CUDA Path Tracer (2013). Университет Южной Калифорнии.