प्रकाश वाहतुकीच्या सिम्युलेशनचे पुनर्रचना करण्यासाठी क्वांटम रे मार्चिंग
Author
Venue
सिगग्राफ एशिया २०२३
Abstract
कंप्युटर ग्राफिक्समध्ये क्वांटम संगणकांचा वापर गेल्या काही वर्षांत विशेषतः रेंडरिंगसाठी वाढत्या प्रमाणात आकर्षणाचा विषय ठरला आहे. क्वांटम रेंडरिंगमधील सध्याची अत्याधुनिक पद्धत Grover च्या शोध पद्धतीवर अवलंबून आहे, जी M मूलभूत घटकांसाठी O(√M) मध्ये किरण छेदन शोधते. ही क्वांटम पद्धत O(M) च्या साध्या पद्धतीपेक्षा जलद आहे, परंतु अॅक्सिलरेशन डेटा स्ट्रक्चरसह आधुनिक किरण-ट्रेसिंगच्या O(log M) पेक्षा मंद आहे. याव्यतिरिक्त, ही क्वांटम रे ट्रेसिंग पद्धत मूलत: एकावेळी एकच किरण सोडण्यापुरती मर्यादित आहे, ज्यामुळे क्वांटम रेंडरिंगमध्ये किरणांच्या संख्येसाठीचे प्रमाण गैर-क्वांटम अल्गोरिदमसारखेच राहते. आम्ही एक नवीन क्वांटम रेंडरिंग पद्धत, क्वांटम रे मार्चिंग, सादर करतो, जी रे मार्चिंगचे क्वांटम रँडम वॉक म्हणून पुनर्निर्मितीवर आधारित आहे. आमचे कार्य प्रकाश वाहतूक सिम्युलेशन करण्यास सक्षम असलेली पहिली संपूर्ण क्वांटम रेंडरिंग पाइपलाइन आहे आणि ती गैर-क्वांटम समकक्षांपेक्षा असिम्प्टोटिकदृष्ट्या जलद आहे. आमची क्वांटम रे मार्चिंग बहुपद खर्चाने घातीय संख्येच्या मार्गांचा मागोवा घेऊ शकते, आणि हे क्वांटम संख्यात्मक समाकलनाचा वापर करून 𝑁 अंदाजांसाठी 𝑂(1/𝑁) मध्ये अभिसरण साधते, तर नॉन-क्वांटमसाठी ते 𝑂(1/√𝑁) असते. या गुणधर्मांमुळे पहिले क्वांटम रेंडरिंग साध्य झाले जे नॉन-क्वांटम मोंटे कार्लो रेंडरिंगपेक्षा असिम्प्टोटिकदृष्ट्या जलद आहे. आम्ही आमच्या अल्गोरिदमची संख्यात्मक चाचणी 2D आणि 3D दृश्यांचे रेंडरिंग करून केली.
