Стан та перспективи подальших досліджень сфери обчислення глобального освітлення у реальному часі
DOI:
https://doi.org/10.17721/1812-5409.2022/4.9Ключові слова:
комп’ютерна графіка, фотореалістичний рендерінг, рендерінг у реальному часі, глобальне освітлення, трасування променів, метод стохастичного трасування променівАнотація
У статті розглядається така проблема сучасної комп’ютерної графіки як обчислення глобального освітлення в реальному часі. Глобальне освітлення є невід’ємною частиною фотореалістичного рендерінгу, але його підрахунок потребує доволі об’ємних обчислень. Через це на даний момент якісне глобальне освітлення існує лише у неінтерактивних рендерах (наприклад, у мультиплікаційних фільмах), а у реальному часі (наприклад, комп’ютерному моделюванні або симуляціях, комп’ютерних іграх) зазвичай використовуються певні наближення, які хоч і надають зображенню певну природність, але все одно мають вкрай помітні неточності. Але останнім часом дана тема набуває все більшого розвитку за рахунок удосконалення відеопроцессорів. Крім значного підвищення їх швидкодії та збільшення кількості ядер досить велику роль грає поява апаратного прискорення трасування променів. В даній роботі проводиться теоретичне дослідження проблеми глобального освітлення, наводяться існуючи підходи та розробки для вирішення даної проблеми та аналізуються перспективи подальших досліджень та розробки нових методів обчислення глобального освітлення в реальному часі з урахуванням новітніх апаратних можливостей обчислювальної техніки.
Посилання
Tomas Annen, T. , Kautz, J., Durand, F., and Seidel, H.-P.: Spherical Harmonic Gradients for Mid-Range Illumination, Proceedings of Eurographics Symposium on Rendering, June 2004.
Benedikt Bitterli, Chris Wyman, Matt Pharr, Peter Shirley, Aaron Lefohn, Wojciech Jarosz. Spatiotemporal reservoir resampling for real-time ray tracing with dynamic direct lighting. ACM Transactions on Graphics (Proceedings of SIGGRAPH), 39(4), July 2020.
Bing-Yu Chen, Jan Kautz, Tong-Yee Lee, and Ming C. Lin: Interactive Indirect Illumination Using Voxel Cone Tracing
Hao Chen. 2008. Lighting and Materials of Halo3. In Game Developers Conference.
Colbert M., Premož S., Fran G.: Importance sampling for production rendering. SIGGRAPH 2010 Course Notes (2010).
Crassin C.: Voxel Cone Tracing and Sparse Voxel Octree for Real-time Global Illumination. GTC 2013.
Dachsbacher C., Stamminger M.: Reflective shadow maps. In Proceedings of the 2005 symposium on Interactive 3D graphics and games (New York, NY, USA, 2005), I3D’05, ACM, pp. 203–231.
Green, R.: Spherical Harmonic Lighting: The Gritty Details, 2003.
Kaplanyan A.: Light propagation volumes in CryEngine 3, 2009.
Kaplanyan A., Dachsbacher C.: Cascaded light propagation volumes for real-time indirect illumination, 2010.
McGuire, M., Luebke, D.: Hardware-accelerated global illumination by image space photon mapping. In HPG ’09: Proceedings of the Conference on High Performance Graphics 2009, 77–89.
Morgan McGuire, Mike Mara, Derek Nowrouzezahrai, David Luebke: Real-Time Global Illumination using Precomputed Light Field Probes.
Gary McTaggart. 2004. Half-Life 2 source shading. In Game Developers Conference.
Oat, C.: Irradiance volumes for real-time rendering. ShaderX 5: Advanced Rendering Techniques.
Pharr, M., Humphreys, G., Morgan Kaufmann: Physically Based Rendering, 2004.
Ramamoorthi, R., and Hanrahan, P.: An Efficient Representation for Irradiance Environment Maps, SIGGRAPH 2001, 497-500.
Sloan, P.-P.: Stupid spherical harmonics tricks. Presentation, Game Developer Conference (GDC2008), San Francisco, CA.
Peter-Pike Sloan and Ari Silvennoinen. 2018. Directional Lightmap Encoding Insights. In SIGGRAPH Asia 2018 Technical Briefs (SA ’18 Technical Briefs ), December 4–7, 2018, Tokyo, Japan. ACM, New York, NY, USA, 3 p.
Rupard, Jason, "Ray Tracing And Global Illumination" (2003).
Christoph Schied, Anton Kaplanyan, Chris Wyman, Anjul Patney, Chakravarty R. Alla Chaitanya, John Burgess, Shiqiu Liu, Carsten Dachsbacher, Aaron Lefohn, and Marco Salvi. 2017. Spatiotemporal Variance-Guided Filtering: Real-Time Reconstruction for Path-Traced Global Illumination. In Proceedings of HPG ’17, Los Angeles, CA, USA, July 28-30, 2017, 12 p. DOI: 10.1145/3105762.3105770
Christoph Schied, Christoph Peters, and Carsten Dachsbacher. 2018. Gradient Estimation for Real-Time Adaptive Temporal Filtering. Proc. ACM Comput. Graph. Interact. Tech. 1, 2, Article 24 (August 2018), 16 p.
Ingo Wald, Timothy J.Purcell, Jörg Schmittler, Carsten Benthin, Philipp Slusallek: Realtime Ray Tracing and its use for Interactive Global Illumination.
Wang, R., Wang, R., Zhou, K., Pan, M., Bao, H.: An efficient gpu-based approach for interactive global illumination. ACM Transactions on Graphics (Proc. of SIGGRAPH 2009) 28, 3, pp. 1–8.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Petro Kuliabko, Rostislav Pikulsky
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, роботи яких публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори зберігають авторські права та надають журналу право на першу публікацію роботи, яка одночасно ліцензується згідно із Creative Commons Attribution License, тобто надається дозвіл іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
- Автори можуть укладати окремі додаткові угоди щодо невиключного розповсюдження опублікованої журналом версії роботи (наприклад, розмістити її у репозитарії наукової установи чи опублікувати у книзі) з підтвердженням її початкової публікації у цьому журналі.
- Дозволяється та заохочується розміщення своїх робіт в мережі Інтернет авторами (наприклад, у репозитаріях наукових установ або на особистих веб-сторінках) до та під час процесу подання, оскільки це може призвести до продуктивного обміну, а також до більш ранніх цитувань опублікованої роботи та їх більшої кількості (див. The Effect of Open Access).
