Объёмная трассировка пути
Объемная трассировка пути — метод рендеринга изображений в компьютерной графике, который был впервые представлен Лафуртуном и Виллемсом[1]. Этот метод улучшает рендеринг освещения в сцене, расширяя метод трассировки пути эффектом рассеяния света. Он используется для фотореалистичных эффектов участвующих сред, таких как огонь, взрывы, дым, облака, туман или мягкие тени.
Как и в методе трассировки пути, луч прослеживается в обратном направлении, начиная с глаза, пока не достигнет источника света. В объемном трассировании пути события рассеяния могут происходить наряду с трассировкой луча. Когда световой луч попадает на поверхность, определенное количество его рассеивается в среде[2].
Описание[править]
Алгоритм основан на уравнении объемного рендеринга[3], которое расширяет уравнение рендеринга членом рассеяния. Он состоит из поглощения, рассеяния, излучения и рассеяния внутрь. Поглощение и рассеяние вместе образуют член экстинкции. Рассеяние внутрь — самая дорогостоящая часть для вычисления, поскольку требует интегрирования по всем путям в сцене, состоящим из излучения. Следовательно, для достижения результата с хорошим качеством и без значительных шумов необходимо отследить тысячи путей. Для лучшего управления член рассеяния внутрь можно разделить на два компонента: однократное рассеяние и многократное рассеяние[4].
Алгоритм[править]
В объемном трассировании пути расстояние между лучом и поверхностью отбирается и сравнивается с расстоянием до ближайшего пересечения луча с поверхностью. Если отобранное расстояние меньше, происходит событие рассеяния. 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 аналогичным образом, пока не достигнет источника света[2][5].
Отбор проб[править]
Одним из возможных способов отбора проб расстояний является метод марша луча, который работает аналогично трассировке лучей, но работает с полем расстояний сцены и действует дискретными шагами. Рассеяние внутри среды можно определить по фазовой функции с использованием выборки по значимости. Таким образом, можно применить фазовую функцию Хени-Гринстейна[6] — неизотропную фазовую функцию для моделирования рассеяния таких материалов, как океаны, облака или кожа[4].
Источники[править]
- ↑ Lafortune Eric P, Willems Yves Rendering Participating Media with Bidirectional Path Tracing // Rendering Techniques '96. — P. 91–100. — ISBN 978-3-211-82883-0.
- ↑ 2,0 2,1 (January 2015) «Evaluation of Visual Parameters in Volumetric Path Tracing» (Department of Science and Technology, Linköping University): 20–22.
- ↑ (1950) «Radiative transfer». Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society (John Wiley & Sons, Ltd) 76 (330): 498. DOI:10.1002/qj.49707633016. ISSN 1477-870X.
- ↑ 4,0 4,1 Jarosz Wojciech 4-5 // Efficient Monte Carlo Methods for Light Transport in Scattering Media. — University of California. — P. 55–100.
- ↑ (June 2012) «Importance Sampling Techniques for Path Tracing in Participating Media». Computer Graphics Forum (John Wiley \& Sons, Inc.) 31 (4): 1519–1528. DOI:10.1111/j.1467-8659.2012.03148.x. ISSN 0167-7055.
- ↑ The Henyey–Greenstein phase function.
Литература[править]
- Volumetric Path Tracing (March 2012). Cornell University
- Volume light transport (March 2012). Cornell University
- Efficient Volume Rendering in CUDA Path Tracer (2013). University of Southern California
Ссылки[править]
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Руниверсалис» («Руни», руни.рф) под названием «Объемная трассировка пути», расположенная по адресу:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC BY-SA. Всем участникам Руниверсалиса предлагается прочитать «Обращение к участникам Руниверсалиса» основателя Циклопедии и «Почему Циклопедия?». |
|---|