การติดตามเส้นทางในฟิลด์ความสูงที่แตกต่างได้พร้อมการเร่งความไม่ต่อเนื่อง
Author
Venue
SIGGRAPH 2023
Abstract
เราทำการศึกษาปัญหาการเร่งความเร็วของตัวเรนเดอร์ที่สามารถแยกค่าอนุพันธ์ได้ซึ่งมีพื้นฐานทางฟิสิกส์สำหรับความสูงของพื้นผิว โดยใช้การติดตามเส้นทางพร้อมการส่องสว่างแบบทั่วโลก บนพื้นผิวที่มีความสูงซึ่งมีจุดยอด 1 ล้านจุด (ความละเอียด 1024×1024) ตัวเรนเดอร์ที่สามารถแยกค่าอนุพันธ์ได้ของเราต้องการเวลาเพียง 4 มิลลิวินาทีต่อตัวอย่างต่อพิกเซลเมื่อทำการแยกค่าอนุพันธ์ของการส่องสว่างโดยตรง ซึ่งเร็วกว่าตัวเรนเดอร์ที่สามารถแยกค่าอนุพันธ์ได้สำหรับเมช 3 มิติทั่วไปที่มีอยู่หลายลำดับขั้น เป็นที่ทราบกันดีว่าเราสามารถใช้โครงสร้างข้อมูลลำดับชั้นเชิงพื้นที่ (เช่น mipmaps สูงสุด) เพื่อเร่งกระบวนการเรนเดอร์ heightfield ในทิศทางไปข้างหน้าได้ แนวคิดหลักของแนวทางของเราคือการใช้ลำดับชั้นนี้เพิ่มเติมเพื่อเร่งกระบวนการย้อนกลับ—การเรนเดอร์ heightfield ที่สามารถหาอนุพันธ์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราใช้ mipmaps สูงสุดเพื่อเร่งกระบวนการระบุความไม่ต่อเนื่องของฉาก ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการได้อนุพันธ์ที่แม่นยำ เรนเดอร์ของเราสนับสนุนการส่องสว่างแบบทั่วโลก (global illumination) เราสามารถปรับแต่งเอฟเฟกต์ทั่วโลก เช่น เงา ให้เหมาะสมกับรูปทรงเรขาคณิตและพารามิเตอร์ของวัสดุได้ เรนเดอร์ของเราสามารถปรับค่าได้ (differentiable) ทำให้สามารถทำงานได้ด้วยความเร็วระดับเรียลไทม์และปลดล็อกแอปพลิเคชันการเรนเดอร์แบบย้อนกลับแบบโต้ตอบได้ เราแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นของวิธีการของเราผ่านการปรับแต่งภูมิประเทศ ภาพลวงตาทางเรขาคณิต การปรับแต่งเงา และการสร้างรูปร่างจากข้อความ
