Derek's Blog

实时渲染——GPU与渲染流水线 Recap 绘制方程（Kajiya） 求解方程的难点：入射光项的计算（间接光照） 离线渲染中的两种方法： 光线跟踪 有限元求解 Real-time Rendering 引入Intro 实时渲染的挑战 Time-budget(Time-critical) rendering Rendering in a fixed budget of time Rendering very fast： Traditional Criteria： >= 30 FPS Now >= 60 FPS For VR: >= 90 FPS 解决方法 Local Shading $ L_o(x,\omega _o) = L_i(x,\omega _i)f_r(x,\omega _i \rightarrow \omega _o)cos(\theta _i) $ 去掉积分、去掉间接光照，只考虑主光源 节省了计算时间，但没有了阴影/间接光照等，视觉不正确，需要使用GI等方法进行修正。 Rendering PipeLine GeometryEngine SGI（19 ...

离线渲染——真实感材质建模 南京大学 王贝贝 2024.8.7 王老师主要讲解了渲染中的基本概念以及常见的材质模型。 课程目标： 一个shader 一个感兴趣的材质方向 材质模型的基本概念 辐射度量学 Radiometry 中学物理知识告诉我们使用Q焦耳描述能量。由于光也携带能量，在辐射度量学固然也是如此。 辐射通量 Radiant flux flux用于描述单位时间通过的能量。 单位：瓦特 W，Watt（流明，lm，lumen） $ \phi = \frac {dQ} {dt} $ 辐射强度 Radiant Intensity intensity用于描述每单位角的通量。 $ I(\omega) = \frac {d\phi}{d\omega} $ 辐照度 irradiance irradiance用于描述通过单位面积的流明。 单位：lux ($ \frac{W}{m^2} $) $ E(x) = \frac {d\phi(x)}{dA} $ 辐射率/辐射亮度 radiance radiance用于描述每单位角每投影面积的能量。 单位：尼特 nit ($ \frac{W}{sr m ...

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。 Navie方法 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 ...

前言 作于2024年CCF图形学启明星计划夏令营期间。主要依据是徐昆老师讲解的光线追踪理论基础部分。 光线追踪的发展历程 光栅化渲染管线将场景中的所有物体进行MVP变换，是一种物体视角的渲染思路。 光线追踪渲染管线中场景中的物体不再变换，而是从相机一端以像素为单位投射光线，是一种相机视角的渲染思路。 光线投射 Ray Casting 光线投射由Arthur Appel在一篇名为《 Some techniques for shading machine rendering of solids》中提出。这是光线追踪的第一步，需要将屏幕空间转换到世界坐标下，然后以每个像素为起点向场景中发射一条光线，并根据与光线相交的第一个物体表面的能量进行渲染。 光线追踪 Ray Tracing Whitted-Style光线追踪在光线投射的基础上使用了递归式的光线追踪。当光线与材质表面相交时根据不同表面进行计算。但Whitted-Style并没有考虑直接光照，且物体材质的表现并不全面（没有glossy、diffuse项）。 路径追踪 Path Tracing 1986年，Kajiya提出了路径追踪方法。K ...