Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Трассировка лучей по методу Монте-Карло в настоящее время является стандартным подходом для моделирования освещения и создания реалистичных изображений. Широко используемый метод снижения шума при трассировке лучей по методу Монте-Карло - это комбинирование различных средств выборки, известное как множественная выборка по важности (MIS). Для двунаправленной трассировки лучей Монте-Карло с помощью фотонных карт (BDPM) пути соединения получаются путем объединения подпутей камеры и света. Поскольку несколько световых лучей проверяются относительно одного и того же пути камеры и наоборот, полученные пути соединения не являются статистически независимыми. Таким образом, шум в этом методе не подчиняется законам, которые верны в простом классическом Монте-Карло с независимыми выборками. И, соответственно, веса MIS, которые минимизируют этот шум, также должны рассчитываться по-другому. В этой статье мы вычисляем эти веса для простой модели сцены, напрямую минимизируя шум вычислений. Это чистая прямая численная минимизация, не включающая никаких сомнительных гипотез или приближений. Мы показываем, что полученные веса качественно отличаются от вычисленных по классической «эвристике баланса» для Монте-Карло с независимыми выборками. Они зависят от расстояния до сцены, но не только от рассеивающих свойств поверхностей и распределения излучения источника света.

Ключевые слова:
Трассировка лучей по методу Монте-Карло, двунаправленная трассировка лучей, фотонные карты, уменьшение шума, множественная выборка по важности, веса
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
Список литературы

1. Matt Pharr and Greg Humphreys. 2010. Physically Based Rendering, Second Edition: From Theory to Implementation (2nd ed.). Morgan Kaufmann Publishers Inc., San Francisco, CA, USA.

2. H. W. Jensen, Global illumination using photon maps, in Proceedings of the Eurographics Workshop on Rendering Techniques '96, (London, UK, UK), pp. 21–30, Springer-Verlag, 1996.

3. Eric Veach. A dissertation: Robust Monte-Carlo methods for light transport simulation, 1997.

4. Jiri Vorba. Bidirectional photon mapping. In Proceedings of CESCG 2011: The 15th Central European Seminar on Computer Graphics, Prague, 2011.

5. I. Georgiev, J. Křivánek, T. Davidovič, and Ph. Slusallek. 2012. Light transport simulation with vertex connection and merging. ACM Trans. Graph. 31, 6, Article 192 (November 2012)

6. S. Ershov, D. Zhdanov, and A. Voloboy. Estimation of noise in calculation of scattering medium luminance by MCRT. Mathematica Montisnigri, XLV: 60–73, 2019.

7. S. Ershov, D. Zhdanov, A. Voloboy, M. Sorokin. Treating diffuse elements as quasi-specular to reduce noise in bi-directional ray tracing // Keldysh Institute Preprints. 2018. No. 122. 30 p. doi:10.20948/prepr-2018-122-e

8. S. Popov, R. Ramamoorthi, F. Durand, and G. Drettakis, Probabilistic Connections for Bidirectional Path Tracing, Computer Graphics Forum, 2015.

9. N. Dodik, Implementing probabilistic connections for bidirectional path tracing in the Mitsuba Renderer, Sept. 2017.