An approximation to multiple scattering in volumetric illumination towards real-time rendering

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Fernandes, Igor Batista
• Orientador(a): Walter, Marcelo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Computação gráfica; Iluminacao : Computacao grafica
• Palavras-chave em Inglês: Global illumination; Volumetric rendering; Volumetric illumination; Path tracing; Light transport; Monte Carlo path tracing; Real-time
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/234309

Muitas técnicas de ilmuninação volumétrica foram desenvolvidas ao longo dos anos. Entretanto, ainda há muitas restrições na computação de multiple scattering em aplicações de tempo real usando path tracing, devido à sua complexidade e escala. Path tracing com suporte a multiple scattering é capaz de produzir resultados fisicamente corretos, mas sofre de ruídos e baixa taixa de convergência. Portanto, este trabalho propõe um novo algoritmo de tempo real para aproximar multiple scattering, usado em offline rendering. Nossa abordagem irá explorar o sistema perceptual visual humano para acelerar a computação. A partir de duas imagens, nós usamos a métrica da CIE que afirma que duas imagens são percebidas como similar ao olho humano se a distância Euclidiana das duas imagens no espaço de cores CIELAB for menor que 2.3. Dessa forma, nós usamos essa premissa para guiar nossas investigações quando alterando os parâmetros de Samples Per Pixel (SPP) e bounces nos renderizadores. Nossos resultados mostram que podemos redu zir de 105 para 104 Samples Per Pixel (SPP) com uma diferença perceptual negligenciável entre ambos paramêtros, permitindo reduzir o tempo de renderização por 10 a cada vez que dividimos o SPP por 10. Similarmente, nós podemos reduzir o número de bounces de 1000 para 100 com uma diferença perceptual negligenciável, enquanto reduzindo o tempo de renderização por quase metade. Nós também propusemos um novo algoritmo em tempo real, Lobe Estimator, que permite aproximar esses comportamentos e paramê tros enquanto permformando duas vezes mais rápido que o clássico Ray Marching.