IFT3355: Infographie Illumination globale

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1 IFT3355: Infographie Illumination globale
© Victor Ostromoukhov Dép. I.R.O. Université de Montréal

2 Illumination globale Illumination locale
Lumière provient directement des sources de lumière et réfléchit vers la caméra Illumination globale Lumière provient directement des sources de lumière ainsi que de la lumière distribuée entre les surfaces (traitées comme des lumières secondaires)‏ Pour n éléments de surfaces, on peut devoir traiter interactions

3 Equation du transport de lumière
Rendering Equation (Kajiya, 1986): Surface Radiance (leaving the surface) Field Radiance (incident to the surface) BRDF

4 Equation du transport de lumière
BRDF: lambertien carreaux de couleurs constantes radiosité méthode d’éléments finis

5 Radiosité (la boîte de Cornell)‏
Original Hemi-cube

6 Radiosité (la boîte de Cornell)‏
Discontinuités

7 Radiosité - Grande scène

8 Radiosité - Grande scène

9 Radiosité -- Grande scène fermée

10 Radiosité - Maillage de discontinuités

11 Radiosité + populaire de 1985 à 2000, où photo-réalisme équivalait à radiosité… + résolution standard d’un système matriciel de type avec plusieurs variantes + rendu indépendant du point de vue + solution adaptative et hiérarchique + radiosité négative et fonction d’importance robustesse des maillages et surfaces courbes complexité pour obtenir des solutions de grande qualité (ombres, spécularités, etc.)‏

12 Tracer de particules Simulation par éléments finis remplacée par une simulation statistique de particules Emet une particule à partir des lumières et suit ses interactions dans la scène (dépôt d’énergie, redistribution, absorption)‏ Dépose la puissance transportée par une particule sur le texel du triangle intersecté probabilité de réflexion du photon est p = R triangle d’aire A divisé en nt texels touché par un photon de puissance  radiance d’une surface lambertienne incrément de la radiance du texel

13 Tracer de particules Emitted power Incident power Reflectance Area
probabilité de réflexion du photon est p = R triangle d’aire A divisé en nt texels touché par un photon de puissance  radiance d’une surface lambertienne incrément de la radiance du texel

14 Tracer de particules

15 Tracer de particules Lors d’une interaction avec une surface, une particule doit réfléchir dans une direction statistiquement distribuée selon une réflexion lambertienne où sont deux nombres aléatoires [0,1] est dans la direction normale au triangle et forme un système d’axes orthonormé sur le triangle

16 Tracer de particules

17 GI fig 1, photons, ~9min CRAYONS

18 Tracer de particules + Permet de simuler tous les types d’interactions par simulation statistique + Fonctionne avec tous les objets compatibles au lancer de rayons Doit traiter un très grand nombre de photons Biais et importance du point de vue + Photon mapping, bidirectional, Metropolis + Avec ses diverses variantes, probablement la solution la plus populaire maintenant

19 Tracer de chemins Part de l’oeil et retrace un chemin « probable » jusqu’aux lumières inconnue: récursion pour une interaction: probability density function for importance sampling lambertien

20 Tracer de chemins

21 Tracer de chemins Veach

22 Tracer de chemins Shirley

23 Tracer de chemins + Solution non-biaisée et la plus flexible
- Extrêmement bruitée avec lente convergence