Truy tìm tia cực tím


12

Radiosity về cơ bản là những gì cho phép điều này: Chiếu sáng trực tiếp VS Radiosity

Trong một hướng dẫn của Đại học Cornell về Radiosity, nó đã được đề cập rằng:

Một phiên bản theo dõi tia của hình ảnh chỉ hiển thị ánh sáng đến người xem bằng phản xạ trực tiếp - do đó bỏ lỡ các hiệu ứng màu.

Tuy nhiên trong Wikipedia :

Radiosity là một thuật toán chiếu sáng toàn cầu theo nghĩa là sự chiếu sáng đến trên một bề mặt không chỉ trực tiếp từ các nguồn sáng, mà còn từ các bề mặt khác phản chiếu ánh sáng.

...

Các phương pháp radiosity trong đồ họa máy tính Xuất phát từ bối cảnh hiện nay (và về cơ bản là giống như) phương pháp radiosity trong truyền nhiệt.

Và nếu phương pháp dò tia có khả năng:

mô phỏng một loạt các hiệu ứng quang học, chẳng hạn như phản xạ (phản xạ khuếch tán ) và tán xạ (tức là độ lệch của tia từ một đường thẳng, ví dụ như sự bất thường trong môi trường lan truyền, các hạt hoặc trong giao diện giữa hai môi trường)

Có phải hướng dẫn đó không xem xét các hiệu ứng này hoặc có các phương pháp phóng xạ có thể được sử dụng trong phương pháp dò tia để kích hoạt chúng không?

Nếu không, các hiệu ứng quang học này không thể mô phỏng hoàn toàn tính phóng xạ hay là thuật toán phóng xạ hiệu quả hơn trong việc giải quyết vấn đề phản xạ khuếch tán?

Câu trả lời:


13

Radiosity không tính đến các phản xạ gương (tức là nó chỉ xử lý các phản xạ khuếch tán). Việc dò tia của Whited chỉ xem xét sự phản xạ bóng hoặc khuếch tán, có thể là phản xạ gương. Và cuối cùng, theo dõi đường đi của Kajiya là cách tổng quát nhất [2], xử lý bất kỳ số lượng phản xạ khuếch tán, bóng và gương.

Vì vậy, tôi nghĩ rằng nó phụ thuộc vào ý nghĩa của bạn khi "dò tia": kỹ thuật được phát triển bởi Whited hoặc bất kỳ loại "tia truy tìm" nào ...

Lưu ý bên lề: Heckbert [1] (hoặc Shirley?) Đã nghĩ ra cách phân loại các sự kiện tán xạ ánh sáng diễn ra khi ánh sáng truyền từ đèn tới mắt. Nói chung, nó có dạng sau:

L(S|D)*E

"L" là viết tắt của luminaire, "D" cho phản xạ khuếch tán, "S" cho phản xạ hoặc khúc xạ đặc biệt, "E" cho mắt và các ký hiệu "*", "|", "()", "[]" đến từ ký hiệu biểu thức chính quy và biểu thị "không hoặc nhiều hơn", "hoặc", "nhóm", "một trong", tương ứng. Veach [3] đã mở rộng ký hiệu trong luận văn nổi tiếng của mình bằng "D" cho Lambertian, "S" cho đầu cơ và "G" cho phản xạ bóng và "T" để truyền.

Cụ thể, các kỹ thuật sau được phân loại là:

  • Tạo bóng OpenGL: EDL

  • Đúc tia của Appel: E(D|G)L

  • Truy tìm tia của Whited: E[S*](D|G)L

  • Truy tìm đường đi của Kajiya: E[(D|G|S)+(D|G)]L

  • Tính phóng xạ của Golar: ED*L

[1] Paul S. Heckbert. Hoạ tiết phóng xạ thích ứng cho phương pháp dò tia hai chiều. SIGGRAPH Đồ họa máy tính, Tập 24, Số 4, Tháng 8 năm 1990

[2] Khóa học SIGGRAPH 2001 "Nhà nước của nghệ thuật trong Monte Carlo Ray Tracing cho Realistic Hình ảnh tổng hợp" nói như sau: "Distributed ray tracing và con đường truy tìm bao gồm nhiều bị trả lại liên quan đến sự tán xạ phi-gương như E(D|G)*LTuy nhiên, ngay cả những phương pháp này bỏ qua. các đường dẫn của hình thức E(D|G)S*L, nghĩa là, nhiều phản xạ cơ bản từ nguồn sáng như trong một tụ quang. "

[3] Eric Veach. Phương pháp mạnh mẽ Monte Carlo cho mô phỏng vận chuyển ánh sáng. Bằng tiến sĩ. Luận án, Đại học Stanford, tháng 12 năm 1997


Ký hiệu cho dấu vết đường dẫn cho thấy rằng nó không thể xử lý các đường dẫn như thế ES*Lnhưng tất nhiên nó có thể nếu chúng là đèn khu vực (không phải là đèn đúng giờ). Thêm vào đó, tôi nghĩ rằng tuyên bố đó trong tài liệu tham khảo của bạn [2] hoàn toàn sai. Theo dõi đường dẫn không bỏ qua tụ quang; nó chỉ không hiệu quả lắm đối với họ (ánh xạ photon, đô thị, VCM, v.v. thì tốt hơn).
Nathan Reed

Cảm ơn Ecir vì lời giải thích (đặc biệt là regex ... Tôi tự hỏi liệu họ có từng xem xét E {2} cho cả hai mắt không;). Khi tôi đề cập đến "dò tia", tôi đã trích dẫn hướng dẫn của Đại học Cornell, họ không đề cập đến bất kỳ kỹ thuật cụ thể nào, đó là lý do tại sao tôi nghi ngờ liệu radiosity là một loại hay một phần thuộc về dò tia. Vì vậy, nếu bạn muốn tạo ra một sự phản xạ khuếch tán, bạn sẽ chọn theo dõi đường đi qua sự phóng xạ? Tại sao (cái nào sẽ hiệu quả hơn)?
Armfoot

1
@NathanReed Tôi đã hỏi về nó tại ompf2 và khéo léo nói: "Loại đường ánh sáng duy nhất mà người theo dõi đường phía trước không thể lấy mẫu là E (D | G) * S + L, trong đó L là nguồn sáng có định nghĩa liên quan đến phân bố delta , hoặc trong phát xạ hướng hoặc vị trí. Ví dụ là đèn điểm và đèn định hướng. Những đường dẫn như vậy có thể được mô tả bằng cách sử dụng ký hiệu mở rộng của Veach cho đèn chiếu sáng và cảm biến, xem phần 8.3.2 trong luận án của ông. "
Ecir Hana

@Armfoot Tôi chắc chắn sẽ đi với theo dõi đường dẫn. Rất nhiều nghiên cứu, sách, mã để học hỏi. Tuy nhiên, tôi không biết cái nào sẽ nhanh hơn, quá nhiều biến số (cấu trúc gia tốc, hệ thống đổ bóng, ...). Radiosity rõ ràng mô phỏng sự truyền nhiệt sau khi chia cảnh thành nhiều hình tam giác nhỏ ( FEM ), tôi chưa bao giờ thử nó và sản phẩm duy nhất sử dụng nó mà tôi biết là Autodesk Lightscape. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, bạn có thực sự chắc chắn rằng bạn sẽ chỉ cần phản xạ khuếch tán?
Ecir Hana

1
@Armfoot Ký hiệu không sử dụng E {2} vì lý do tương tự rằng nó không sử dụng L {n} cho nhiều đèn. Điều này mô tả một đường dẫn duy nhất, hoặc một mẫu duy nhất. Cách mà chúng ta thường chính thức hóa kết xuất Monte Carlo là lấy phương trình kết xuất Kajiya, và sau đó biến nó thành một biến ngẫu nhiên, giá trị mong đợi là giải pháp cho phương trình. Sau đó, bạn có thể tính giá trị của một pixel bằng cách lấy nhiều mẫu và ước tính giá trị trung bình. Đường dẫn ánh sáng ít nhiều tương ứng với sơ đồ Feynman.
Bút danh
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.