Объёмная трассировка пути - Volumetric path tracing

Объёмная трассировка пути это метод рендеринга изображений в компьютерная графика который был впервые представлен Лафортуном и Виллемсом.[1] Этот метод улучшает визуализацию освещения в сцене за счет расширения трассировка пути метод с эффектом рассеяние 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 от глаза, пока не достигнет источника света. В объемной трассировке пути события рассеяния могут происходить вместе с трассировкой лучей. Когда луч света попадает на поверхность, определенное количество рассеивается в среде.[2]

Описание

Алгоритм основан на уравнении объемного рендеринга,[3] что расширяет уравнение рендеринга с элементом рассеяния. Он состоит из поглощающей, рассеивающей, испускающей и входящей части. Поглощение и рассеяние вместе образуют член экстинкции. Рассеивание - самая дорогостоящая часть для расчета, потому что для него требуется интегрирование по всем путям в сцене, которые состоят из сияние. Следовательно, необходимо трассировать тысячи путей, чтобы получить результат хорошего качества без особых шумов. Для лучшего использования член рассеяния можно разделить на две составляющие: однократное рассеяние и многократное рассеяние.[4]

Алгоритм

При объемной трассировке пути расстояние между лучом и поверхностью становится отобранный и сравнивается с расстоянием до 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. В остальном процедура продолжается так же, пока не достигнет источника света.[2][5]

Отбор проб

Возможный способ измерения расстояний - это маршевый луч метод. Работает аналогично трассировка лучей но работает на поле расстояний сцены и действует дискретными шагами. Рассеяние внутри среды можно определить с помощью фазовая функция с помощью выборка по важности. Следовательно Фазовая функция Хеньи – Гринштейна[6] может быть применено. Это не-изотропный фазовая функция для моделирования рассеяния таких материалов, как океаны, облака или кожа.[4]

Рекомендации

  1. ^ Лафортюн, Эрик П.; Виллемс, Ив (июнь 1996). «Визуализация участвующих медиа с двунаправленной трассировкой пути» (PDF). Труды по технике рендеринга'96. Еврография: 91–100. Дои:10.1007/978-3-7091-7484-5_10. ISBN  978-3-211-82883-0.
  2. ^ а б Сконберг, Робин (январь 2015 г.). «Оценка визуальных параметров при объемной трассировке пути» (PDF). Департамент науки и технологий Университета Линчёпинга: 20–22. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  3. ^ Чандрасекар, Субраманян (1950). «Радиационный перенос». Ежеквартальный журнал Королевского метеорологического общества. John Wiley & Sons, Ltd. 76 (330): 498. Дои:10.1002 / qj.49707633016. ISSN  1477-870X.
  4. ^ а б Ярош, Войцех (2008). "4-5". Эффективные методы Монте-Карло для переноса света в рассеивающих средах. Калифорнийский университет. С. 55–100.
  5. ^ Кулла, Кристофер; Фахардо, Маркос (июнь 2012 г.). «Методы выборки важности для отслеживания пути в участвующих СМИ». Комп. График. Форум. John Wiley & Sons, Inc. 31 (4): 1519–1528. Дои:10.1111 / j.1467-8659.2012.03148.x. ISSN  0167-7055.
  6. ^ «Фазовая функция Хеньи – Гринштейна» (PDF).

дальнейшее чтение