nyomkövetés útvonal
Egyszerű jelenet tette a pálya követése. A megkülönböztető előnye ez a kép a „puhaság” és árnyékok „sima” a világítás.
Az útvonalat jelző (Eng útvonal követése.) - a technika számítógépes grafikus renderelés. amelynek célja, hogy szimulálja a fizikai viselkedését a fény, mint közel valós lehetséges. Nyomkövetés útvonal általánosítása a hagyományos ray tracing (Engl ray tracing.), Egy algoritmust, amely nyomon követi sugarak iránya a virtuális kamera az űrben; sugár „ugrál” tárgyak mindaddig, amíg teljesen felszívódik, vagy eloszlik. A minőség a kapott kép a nyomkövetés az elérési út általában jobb, mint a képek minőségét elő más módszerekkel kiolvasztás azonban az útvonalat jelző sokkal drágább teljesítményt.
Az útvonalat jelző a legegyszerűbb, legpontosabb a fizikai oldala, és a leglassabb teljesítményt rendering módszer. Az útvonalat jelző természetesen reprodukálja több optikai hatásokat, amelyeket nehéz vagy akár elérhetetlennek elérhető más a technikákat: épület árnyékok. mélységélesség (Eng. mélységélesség), elmosódás (Eng. elmosódást), maró hatású. környezeti elzáródása és indirekt világítást. Az ezek megvalósítását optikai hatások révén az útvonalat jelző sokkal könnyebb, mint más technikákkal.
Alapján a pontosság és a hiánya közelítések és feltételezések (Engl. Elfogulatlan), az út nyomkövetés előállításánál használt képek, amelyeket azután felhasználunk összehasonlító minták minőségének értékelésére más renderelő algoritmusokkal. Annak érdekében, hogy a magas minőségű képeket generált révén az útvonalat jelző, meg kell tölteni nyomkövetés a nagyszámú sugarak egyébként grafikus leletek jelenik meg a zaj.
rendering egyenlet és alkalmazása a számítógépes grafika nyújtott volna James Kaji (Engl. James Kajiya) godu 1986 [1]. Ez az előadás volt az első leírása a nyomjelző útját. Még ebben az évben Lafortyun (Eng. Lafortune) azt javasolta, számos fejlesztést az algoritmus, beleértve a kétirányú útvonal felkutatása [2].
A való világban a sok kis része a kibocsátott fény a fényforrások és kiterjesztése egyenes vonalak formájában sugarak révén szerdán és az egyik tárgy a másikra, a változó színe és intenzitása. Ez a „utazás” mindaddig folytatódik, amíg a sugarak által elnyelt tárgyak, köztük a tárgyak, mint például az emberi szem vagy a kamera. Ezt a folyamatot szimulálni felkutatása sugárzás terjedési út, kivéve, hogy a sugarak vezethető éppen ellenkezőleg, a virtuális kamera (megfigyelő), hogy a fényforrást. Ez úgy történik, annak a ténynek köszönhető, hogy az egyik ilyen sugarak, hogy árad a fényforrás, csak egy nagyon kis része válik egy virtuális kamera lencséje, így a számítás a prioritás a legtöbb sugarak nem befolyásolja a kapott virtuális kamera képét.
Ez a viselkedés matematikailag egyenletben renderelés. Ez az egyenlet próbálják megoldani a rendering algoritmusok az útvonalat jelző.
Az útvonalat jelző nem egy egyszerű sugárkövetési korlátlan ray visszaverődések (m. E. A rekurzív mélység). A hagyományos sugárkövetési fény időpontban számított közvetlen nyaláb keresztezi a diffúz felülete. Amikor nyomkövetés az utat az új sugár véletlenszerűen generált belül félgömbön az objektumot, majd nyomon addig, míg eléri a fényforrás, ez nem történhet meg. Amikor az útvonalat jelző a sugárnyaláb útvonala metszik a több diffúz felületek előtt metszik a fényforrás.
A pszeudo-kód, amely megvalósítja az útvonalat jelző így nézhet ki:
A fenti példában, ha minden egyes felületén a zárt térben, és felvett elutasított (0.5,0.5,0.5), minden egyes pixel a kép fehér lesz.
Kétirányú sugárkövetéssel
Ahhoz, hogy mintát integrál egy pont használatával két független módszerrel:
- Shoot gerendák (Shooting sugarak) fényforrások, és hozzon létre egy utat a helyszínre. Az útvonal megszakad egy véletlen lépések számát, pattog a fény. A fény és ezután irányítják a vetített pixel a kapott kép. A módszer során, teszi több millió zeneszám jönnek létre a kép, és tárolja a rendering utak hozzájárulnak.
- Collect sugarak (összegyűjtése sugarak) egy pont a felületen. A fénysugár lőtt a képpontok, és kihagyja a színpadon, amíg nem találkozik az úton a fényforrást. Fény a fényforrás majd elküldi az irányt képpontok. A folyamat létrehozásának az út az úgynevezett „mintavétel”. Egy felszíni pont általában 800 kap mintákat (3000). Az utolsó kép átkerül segítségével aritmetikai műveletek nem egyszerű összegzése mintákban.
Kétirányú sugárkövetéssel és egyesíti lövés Gathering egy algoritmus, és ez ad gyorsabb konvergencia kép (gyorsabb és kevesebb zaj). Ezek a 2 utak generációs módszer irányítva függetlenül, majd kezdődő egy lövés utat (forgatás út) kapcsolódik a farok gyűjtemény utat sugarak (összegyűjtése path). Figyelembe veszi a csillapítás a fénysugár minden ugrál és tárolja a képpontok. Ez a technika úgy tűnik első látásra paradox lassú, de ez azért van, mert mi tekinthető mindössze 2 módon. A gyakorlatban azonban - éppen ellenkezőleg, a további képes konvergencia üteme kompenzálja a lassulás eredő szükség arra, hogy egyre több és több új sugarak.
Annak érdekében, hogy felgyorsítsa a konvergencia (konvergencia, konvergencia) képek, kétirányú algoritmus nyomon követni a pálya mindkét irányban. Az előre sugarak nyomon követését, a fényforrás, amíg azok nem annyira gyengék, hogy nem lehet látni, vagy amíg esik a virtuális kamera lencséje. A fordított, azaz a. E. Normál hagyományos irányt a fénysugarak nyomon követését, a virtuális kamera, mindaddig, amíg nem szembesülnek a fényforrás, vagy amíg a szám reflexiók nem haladja meg egy bizonyos határértéket. Ez a megközelítés vezet ilyen képet, hogy konvergál sokkal gyorsabban, mint ha csak az egyik irányba.
HIV és Guibas adott pontosabb leírást a kétirányú utat felkutatása [3]:
Ezek a módszerek generálnak két al-útvonal: az egyik - a fényforrás és a második - a virtuális kamera lencséje. akkor <методы> figyelembe véve az összes utak, amelyeket úgy kapunk, és összekapcsolják az egyes előtag egy másodlagos útvonal minden egyes utótag más másodlagos útvonal. Ez vezet egy fontos család különböző mintavételi technikákat, amelyeket azután kombináljuk annak érdekében, hogy minimalizáljuk az eltérések.
Az eredeti szöveg (angol nyelven).
Ezek a módszerek generál egy másodlagos útvonal kezdve egy fényforrás és egy másik kezdve a lencsét, akkor úgy vélik, minden útja történő egyesítésével minden előtag egy másodlagos útvonal minden utótag a másik. Ez vezet egy család különböző jelentőségű mintavételi technikák utak, amelyeket azután egyesítjük minimalizálása variancia.
Tracer módon mindig gyűjti össze (Engl mintavétel -. Sampling) képpontok. A kép válik diszkriminációt csak végezni több minta pixelenként, akár 100 minta pixelenként. Általában a normál kép és csökkentésére digitális zaj elfogadható szintre, hogy mintegy 5000 mintát. Azonban kóros (Eng.) Esetben a minták száma lesz sokkal. Rendering folyamat eltarthat órák vagy napok bonyolultságától függően a jelenet és a teljesítmény a hardver és szoftver. Modern megvalósítások GPU ígérnek 1-10 millionov minta másodpercenként, így lehetővé válik olyan viszonylag zajmentes kép elfogadható minőségű néhány másodpercig vagy percig. Digitális zaj létrehoz egy különösen nagy kihívást jelent az animáció. létrehozásakor általában nemkívánatos „szemcsés” képet.
Csoport Metropolis könnyű szállító módszerekkel (Eng.), Enyhén változtat a korábban ottrassirovannye sikeres utat, és létrehoz egy sokkal fontosabb mintaképet először. Ez csökkentheti a képzajt, és csökkenti a minták száma.
Elég nehéz tisztességesen értékelni a teljesítményt megjelenítő. Az egyik megközelítés az, hogy számlálási minták (minta) másodpercenként, és a másik megszámlálja az utak, amely lehet ottrassirovannymi és hozzáadjuk a kép másodpercenként. A kapott eredményeket a következő módszerek nagyban függ a színpad és függ a „mélysége az út”, azaz hány alkalommal a gerenda hagyjuk visszaverődik a tárgy előtt leállítjuk. Az eredmény a teljesítmény mérésére is erősen függ az alkalmazott hardver. Végül egy renderelő képes egy csomó rossz minőségű mintát, míg a másik, hogy a végső kép gyorsabban segítségével kisebb számú minőségi mintákat.
szórás eloszlásfüggvény
A fényképek kétirányú szórás eloszlásfüggvény
Fényvisszaverő a képessége, a felület - az összeget a visszavert fény, annak irányát és a szín - modellezzük egy kétirányú reflexiós eloszlásfüggvény. Az egyenértékű az átvitt fényt (átmenő fény a tárgy) függvénye egy kétirányú felületi szórás reflexió (Engl. Kétirányú szórási eloszlásfüggvény). Tracer útvonal teljes mértékben kihasználják a kifinomult, gondosan mintájára vagy számított megoszlása funkciók, amelyek meghatározzák a megjelenés ( „anyag”, „textúra” és „Árnyékos” szempontjából számítógépes grafika) objektumot.