Fluorescence Computations in a Hero Wavelength Renderer
Výpočty fluorescence v Hero Wavelength rendereru
diplomová práce (OBHÁJENO)
Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/94715Identifikátory
SIS: 187105
Kolekce
- Kvalifikační práce [10690]
Autor
Vedoucí práce
Oponent práce
Kondapaneni, Ivo
Fakulta / součást
Matematicko-fyzikální fakulta
Obor
Počítačová grafika a vývoj počítačových her
Katedra / ústav / klinika
Katedra softwaru a výuky informatiky
Datum obhajoby
29. 1. 2018
Nakladatel
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Výborně
Klíčová slova (česky)
spektrálního zobrazování, globální osvětelní, fluorescenceKlíčová slova (anglicky)
spectral rendering, global illumination, fluorescenceVětev počítačové grafiky zabývající se offline renderováním se během posled- ních deseti let posunula směrem k fyzikálně založenému renderováním s využitím algoritmu sledování cest (path tracer). Jedním z takových fyzikálních efektů je fluoroscence, kde je světlo pohlceno v jedné vlnové delce a vyzářeno v jiné. Bo- hužel pro zachycení tohoto efektu je zapotřebí využít spektrálního sledování cest, oproti jednoduššímu sledování cest v nějakém barevném prostoru. Samotné spek- trální sledování cest produkuje barevný šum, který lze však značně omezit pomocí tzv. Hero Wavelength Spectral Sampling (HWSS). Nicméně možnost změny vl- nové délky cesty způsobená fluoroscencí vyžaduje úpravy základní algoritmu sle- dování cest, se kterými nebyl při návrhu HWSS počítáno. Tato práce obsahuje popis samotného sledování cest, aktuálně nejmodernější postup pro začlenění flu- orescence do renderovacího systému, společně s relevantními technickými detaily, popis samotného HWSS a zárověn také matematické formulace umožňující kom- binování fluorescence a HWSS. Navíc tato práce navrhuje nový přístup k ren- derování fluorescenčních médií podílejících se na přenosu světla, který zvládá i dříve přehlížené případy, které s předchozím přístupem vykazovaly chyby. 1
Within the last decade, the offline rendering branch of computer graphics has moved towards the concept of physically-based rendering by using the path tracing algorithm. One such physically-based effect is fluorescence, where light is absorbed at one wavelength and re-emitted at another. However, to properly capture this effect, one has to utilize spectral path tracing, as opposed to colour- based path tracing. Spectral path tracing by itself suffers from colour noise, which can be reduced by utilizing the so-called Hero Wavelength Spectral Sampling (HWSS). The inclusion of wavelength shifting induced by fluorescence requires modifications to the base path tracing algorithm that HWSS wasn't designed for. This thesis provides the overview of path tracing, the current state-of-art for in- clusion of fluorescence in a rendering system, along with relevant technical details, the overview of HWSS itself as well as mathematical formulation that enables the combination of fluorescence and HWSS. Additionally, this thesis also proposes a new approach to rendering fluorescent participating media that properly handles previously overlooked failure cases. 1