Foveated Path Tracing with Fast Reconstruction and Efficient Sample Distribution
Koskela, Matias (2020)
Koskela, Matias
Tampere University
2020
Tieto- ja sähkötekniikan tohtoriohjelma - Doctoral Programme of Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2020-05-14
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1514-6
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1514-6
Tiivistelmä
Polunseuranta on tietokonegrafiikan piirtotekniikka, jota on käytetty pääasiassa ei-reaaliaikaisen realistisen piirron tekemiseen. Polunseuranta tukee luonnostaan monia muilla tekniikoilla vaikeasti saavutettavia todellisen valon ilmiöitä kuten heijastuksia ja taittumista. Reaaliaikainen polunseuranta on hankalaa polunseurannan suuren laskentavaatimuksen takia. Siksi nykyiset reaaliaikaiset polunseurantasysteemi tuottavat erittäin kohinaisia kuvia, jotka tyypillisesti suodatetaan jälkikäsittelykohinanpoisto-suodattimilla.
Erittäin immersiivisiä käyttäjäkokemuksia voitaisiin luoda polunseurannalla, joka täyttäisi laajennetun todellisuuden vaatimukset suuresta resoluutiosta riittävän matalassa vasteajassa. Yksi mahdollinen ratkaisu näiden vaatimusten täyttämiseen voisi olla katsekeskeinen polunseuranta, jossa piirron resoluutiota vähennetään katseen reunoilla. Tämän johdosta piirron laatu on katseen reunoilla sekä harvaa että kohinaista, mikä asettaa suuren roolin lopullisen kuvan koostavalle suodattimelle.
Tässä työssä esitellään ensimmäinen reaaliajassa toimiva regressionsuodatin. Suodatin on suunniteltu kohinaisille kuville, joissa on yksi polunseurantanäyte pikseliä kohden. Nopea suoritus saavutetaan tiileissä käsittelemällä ja nopealla sovituksen toteutuksella. Lisäksi työssä esitellään Visual-Polar koordinaattiavaruus, joka jakaa polunseurantanäytteet siten, että niiden jakauma seuraa silmän herkkyysmallia. Visual-Polar-avaruuden etu muihin tekniikoiden nähden on että se vähentää työmäärää sekä polunseurannassa että suotimessa. Nämä tekniikat esittelevät toimivan prototyypin katsekeskeisestä polunseurannasta, ja saattavat toimia tienraivaajina laajamittaiselle realistisen reaaliaikaisen polunseurannan käyttöönotolle.
Erittäin immersiivisiä käyttäjäkokemuksia voitaisiin luoda polunseurannalla, joka täyttäisi laajennetun todellisuuden vaatimukset suuresta resoluutiosta riittävän matalassa vasteajassa. Yksi mahdollinen ratkaisu näiden vaatimusten täyttämiseen voisi olla katsekeskeinen polunseuranta, jossa piirron resoluutiota vähennetään katseen reunoilla. Tämän johdosta piirron laatu on katseen reunoilla sekä harvaa että kohinaista, mikä asettaa suuren roolin lopullisen kuvan koostavalle suodattimelle.
Tässä työssä esitellään ensimmäinen reaaliajassa toimiva regressionsuodatin. Suodatin on suunniteltu kohinaisille kuville, joissa on yksi polunseurantanäyte pikseliä kohden. Nopea suoritus saavutetaan tiileissä käsittelemällä ja nopealla sovituksen toteutuksella. Lisäksi työssä esitellään Visual-Polar koordinaattiavaruus, joka jakaa polunseurantanäytteet siten, että niiden jakauma seuraa silmän herkkyysmallia. Visual-Polar-avaruuden etu muihin tekniikoiden nähden on että se vähentää työmäärää sekä polunseurannassa että suotimessa. Nämä tekniikat esittelevät toimivan prototyypin katsekeskeisestä polunseurannasta, ja saattavat toimia tienraivaajina laajamittaiselle realistisen reaaliaikaisen polunseurannan käyttöönotolle.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4754]