概率论基础

采样方法

逆变换采样方法

拒绝采样方法

二维流形采样

间接光照估计

当一根光线打到材质表面时（暂时不考虑体渲染），应该在半球上怎样采样才能得到均匀的光线出射方向呢？

蒙特卡洛积分 Monte Carlo

多重重要性采样 MIS

根据上面的介绍可以看到，根据蒙特卡洛积分的方差公式。可以得到两个减小方差的途径：

  • 增加采样数，相应的会使得渲染时间更长
  • 选择合适的采样函数P(x)，这是相较增加采样数更为实际的方法。
    其中的P(x)就是重要性采样函数，也是许多方法的关注点。

分层采样

拟蒙特卡洛方法

BRDF重要性采样

Next Event Emmision（NEE）

俄罗斯轮盘赌

直接光照估计

使用重要性采样计算直接光照的计算。徐昆老师介绍了两种方法：

利用BRDF进行重要性采样

主要思想：
利用物体材质的BRDF函数的出射方向，检查是否与光源相交。

适用条件：

  • 适用于面光源等面积较大的光源
  • 适用于glossy的材质（？没记清楚）

光源重要性采样

主要思想：
将光线与物体表面的相交点与光源连线。

适用条件：

  • 适用于点光源等小光源。
  • 适用于非glossy的材质。

光线追踪前沿

路径引导 Path Guiding

先光栅化渲染一趟，获得光照遮挡信息。
然后更新材质的BRDF进行更加准确的重要性采样。

相关研究关键词：
数据结构 S-D Tree
Practical Guiding PG

渲染降噪

可适当减少采样次数，但会产生更多噪声。根据场景深度、场景法线等信息，进行图像后处理，完成降噪。
Nvidia的GPU光线追踪中使用的方法。

路径复用

神经辐射缓存

ReSTIR

GPU光线追踪

GPU光线追踪的程序框架

（主要罗列了一些API）
DirectX12、Vulcan等