Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Αλγόριθμοι Φωτισμού σε Πραγματικό Χρόνο αξιοποιώντας Τεχνικές Υβριδικής και μη Υβριδικής Απεικόνισης

Nikolaidis Dimitrios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τα γραφικά και οι τεχνικές απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο έχουν εξελιχθεί πιέζοντας τα όρια της ρεαλιστικής απεικόνισης. Ένα από τα πιο κρίσιμα στοιχεία για την επίτευξη ρεαλιστικών εικόνων είναι ο φωτισμός και συγκεκριμένα ο διάχυτος φωτισμός. Η προσομοίωση του διάχυτου φωτισμού μίας σκηνής με ακρίβεια συμβάλλει σημαντικά στην ποιότητα της απεικόνισης της και προσδίδει φωτορεαλισμό στο τελικό αποτέλεσμα. Η χρήση τεχνικών ray και path tracing συνηθίζεται για την ακριβή προσομοίωση του φωτός και επίτευξη εφέ φωτισμού. Οι εξελίξεις στην αρχιτεκτονική καρτών γραφικών έχουν εισάγει την δυνατότητα επιτάχυνσης ray-tracing και την χρήση της σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου. Από τις εξελίξεις αυτές προέκυψε μια καινούργια κατηγορία τεχνικών απεικόνισης που αποκαλούνται υβριδικές τεχνικές. Αυτές οι τεχνικές συνδυάζουν κλασσικές τεχνικές resterization και ray-tracing για την ταχεία απεικόνιση μιας σκηνής με υψηλά επίπεδα ρεαλισμού.Μέσω αυτής της διπλωματικής σκοπό έχουμε να μελετήσουμε την υβριδική και μη-υβριδική απεικόνιση για παραγωγή ολικού φωτισμού. Αυτό επιτεύχθηκε με την υλοποίηση ενός υβριδικού renderer με την χρήση του Vulkan API. Για την απόδοση του διάχυτου φωτισμού της σκηνής έγινε χρήση της τεχνικής Dynamic Diffuse Global Illumination (DDGI). Αυτή είναι μια τεχνική που διαιρεί τον χώρο σε τμήματα και χρησιμοποιεί σφαίρες σε κάθε τμήμα του χώρου για την συλλογή ορατής ακτινοβολίας και την ορατότητα σημείων στον χώρο. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να παράγει διάχυτο φωτισμό σε περίπλοκες σκηνές αντιδρώντας σε αλλαγές και διατηρώντας υψηλές επιδόσεις. Παράλληλα με αυτή την τεχνική υλοποιήθηκαν τεχνικές όπως deferred rendering, variance shadow mapping, και screen space ambient occlusion (SSAO) για την απόδοση σκιών, και σκίαση από τον περιβάλλοντα χώρο.Για την ορθή αξιολόγηση των αποτελεσμάτων του υβριδικού renderer υλοποιήθηκε ένας path-tracer, μη-υβριδικός renderer αξιοποιώντας την ίδια αναπαράσταση για την σκηνή και το Vulkan API. Αυτό μας επιτρέπει να συγκρίνουμε απευθείας τα οπτικά αποτελέσματα των δύο renderer. Συγκρίνουμε τα αποτελέσματα, τόσο τα οπτικά όσο και τον χρόνο εκτέλεσης, με εκείνα του path-tracer και αναλύουμε μετρικές όπως τον χρόνο ανά frame, και τον δείκτη structured similarity index (SSIM). Η ανάλυση αυτών των αποτελεσμάτων δείχνει ότι αυτή η υλοποίηση ενός υβριδικού renderer παράγει διάχυτο φωτισμό σε πραγματικό χρόνο, τα οπτικά αποτελέσματα του οποίου είναι συγκρίσιμα αυτά του path tracer, έχοντας ταυτόχρονα περιορισμένα οπτικά λάθη. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν πως αυτή η υλοποίηση υβριδικού renderer έχει την δυνατότητα να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις των εφαρμογών πραγματικού χρόνου στην παραγωγή διάχυτου φωτισμού.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες