Método de marcha de raios quânticos para reformular a simulação do transporte de luz
Author
Venue
SIGGRAPH Ásia 2023
Abstract
O uso de computadores quânticos em computação gráfica tem despertado interesse nos últimos anos, especialmente para aplicações em renderização. O estado da arte atual na renderização quântica baseia-se na busca de Grover para encontrar interseções de raios em 𝑂(√𝑀) para 𝑀 primitivas. Essa abordagem quântica é mais rápida do que a abordagem ingênua de 𝑂(𝑀), mas mais lenta do que 𝑂(log 𝑀) do ray tracing moderno com uma estrutura de dados de aceleração. Além disso, esse método de ray tracing quântico está fundamentalmente limitado a lançar um raio por vez, deixando a escala da renderização quântica para o número de raios igual à dos algoritmos não quânticos. Apresentamos um novo método de renderização quântica, o quantum ray marching, baseado na reformulação do ray marching como uma caminhada aleatória quântica. Nosso trabalho é o primeiro pipeline completo de renderização quântica capaz de simulação de transporte de luz e permanece assintoticamente mais rápido do que suas contrapartes não quânticas. Nosso quantum ray marching pode traçar um número exponencial de caminhos com custo polinomial e utiliza integração numérica quântica para convergir em 𝑂(1/𝑁) para 𝑁 estimativas, em oposição ao 𝑂(1/√𝑁) não quântico. Essas propriedades levaram à primeira renderização quântica que é assintoticamente mais rápida do que a renderização Monte Carlo não quântica. Testamos numericamente nosso algoritmo renderizando cenas 2D e 3D.
