text size

Real-Time Light Transport in Analytically Integrable Participating Media

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Title:
Real-Time Light Transport in Analytically Integrable Participating Media
Title (in czech):
Výpočet transportu světla pro analyticky integrovatelná média v reálném čase
Type:
Bachelor's thesis
Author:
Bc. Tomáš Iser
Supervisor:
Mgr. Oskár Elek
Opponent:
Mgr. Jan Horáček
Thesis Id:
189717
Faculty:
Faculty of Mathematics and Physics (MFF)
Department:
Department of Software and Computer Science Education (32-KSVI)
Study programm:
Computer Science (B1801)
Study branch:
Programming and Software Systems (IPSS)
Degree granted:
Bc.
Defence date:
20/06/2017
Defence result:
Excellent
Language:
English
Keywords (in czech):
syntéza obrazu v reálném čase, transport světla, opticky aktivní média
Keywords:
real-time rendering, light transport, participating media
Abstract (in czech):
Zaměřením práce je vykreslování scén v reálném čase v opticky aktivních mé- diích, např. v mlze. Tato média významně ovlivňují vzhled vykreslované scény. Jedná se tedy o důležitý problém, jehož fyzikálně přesné řešení však vyžaduje výpočetně náročnou simulaci velkého množství interakcí mezi světlem a části- cemi média, zejména při simulování vícenásobných rozptylů. Stávající přístupy pro výpočty v reálném čase jsou většinou založené na empirických metodách, si- mulují jen jednou rozptýlené světlo nebo uvažují pouze homogenní média. Tato práce stručně přibližuje tyto přístupy a následně představuje zdokonalenou me- todu pro simulaci vícenásobných rozptylů v reálném čase v kvazi-heterogenních médiích. K tomuto účelu využívá analyticky integrovatelné funkce hustoty a efek- tivní filtrování v MIP mapách s technikami pro minimalizaci nedílných vizuálních nepřesností. Řešení bylo implementováno a vyhodnoceno v kombinované CPU / GPU aplikaci. Výsledná vysoce paralelní metoda dosahuje dobré vizuální věrnosti a dokáže zpracovat jeden snímek za pouhých několik milisekund.
Abstract:
The focus of this thesis is the real-time rendering of participating media, such as fog. This is an important problem, because such media significantly influence the appearance of the rendered scene. It is also a challenging one, because its physically correct solution involves a costly simulation of a very large number of light-particle interactions, especially when considering multiple scattering. The existing real-time approaches are mostly based on empirical or single-scattering approximations, or only consider homogeneous media. This work briefly examines the existing solutions and then presents an improved method for real-time multi- ple scattering in quasi-heterogeneous media. We use analytically integrable den- sity functions and efficient MIP map filtering with several techniques to minimize the inherent visual artifacts. The solution has been implemented and evaluated in a combined CPU/GPU prototype application. The resulting highly-parallel method achieves good visual fidelity and has a stable computation time of only a few milliseconds per frame.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Bc. Tomáš Iser 5.75 MB
Download Attachment to the thesis Bc. Tomáš Iser 33.28 MB
Download Abstract in czech Bc. Tomáš Iser 49 kB
Download Abstract in english Bc. Tomáš Iser 42 kB
Download Supervisor's review Mgr. Oskár Elek 212 kB
Download Opponent's review Mgr. Jan Horáček 68 kB
Download Defence's report 481 kB