동적 장면의 광선 추적에 적합한 실시간 전역 조명
Real-Time Global Illumination for Ray-tracing of Dynamic Scenes
- 주제(키워드) 도움말 전역 조명 , 포톤 매핑 , 구면 조화 함수
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 임인성
- 발행년도 2013
- 학위수여년월 2013. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000052518
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약 도움말
주어진 가상의 3차원 장면에 대해 실시간으로 사실적인 렌더링 이미지를 생성하는 것은 컴퓨터 그래픽스 분야에서 가장 중요한 연구 주제 중 하나이다. 최근 대량의 병렬 처리 계산이 가능하게 된 최신 GPU의 다수 코어(many-core) 프로세싱 기술의 발달에도 불구하고 고품질의 전역 조명 효과 생성은 여전히 계산 부담이 큰 문제로 여겨지고 있다. 이 논문은 포톤 매핑, 최종 수집과 같은 전통적으로 느린 렌더링 방법을 통해 생성한 이미지와 유사한 품질의 전역 조명 효과를 고속으로 생성하는 실용적인 광선 추적 모델에 초점을 두고 있다. 이와 관련하여 GPU 상에서 효율적으로 디자인된 두가지 전역 조명 효과 생성 알고리즘을 제안한다. 첫번째 알고리즘은 두 종류의 입자 공간을 적용하여 계산적으로 상당한 부담이 되는 난반사 효과를 효과적으로 생성할 수 있는 정적인 기하물체 장면을 렌더링하는데 최적화된 방법이다. 이와는 달리 두번째는 완전히 동적인 장면을 가시화하기 위한 알고리즘으로 적응적 격자 구조와 구면 조화 함수를 사용하여 빛의 산란 공간을 이산화 함으로서 다중 난반사 및 광택 효과를 포함하는 빛의 상호 반사를 효율적으로 렌더링할 수 있는 방법이다. 제안하는 전역 조명 방법의 효율성을 보이기 위해 현재 다수 코어 프로세서의 계산 구조를 최대한 활용할 수 있는 렌더링 파이프라인의 사용이 가능한, 빠른 속도로 고품질의 전역 조명 효과를 효율적으로 생성할 수 있는 본 방법을 검증하기 위해 몇몇 장면에 대해 실험하였다.
more초록/요약 도움말
Given virtual three-dimensional scenes, producing photo-realistic rendering images in real time is one of the most essential goals in computer graphics. Despite the recent advances in many-core processing technologies that enable the massively parallel computing capability of modern GPUs, the generation of high-quality global illumination is still regarded as computationally burdensome. This thesis focuses on the practical ray tracing model that provides high-speed creation of the global illumination effects, whose quality is comparable to that generated through the traditional time-consuming rendering methods such as photon mapping and final gathering. In this regard, it presents two global illumination algorithms that are designed for efficient GPU implementation. The fi rst algorithm, optimized for rendering scenes with static geometry, employs two particle spaces to generate computationally intensive diffuse interreflection efficiently. On the other hand, the second algorithm aims to visualize fully dynamic scenes, in which the global illumination including diffuse and glossy interreflection is effectively rendered by discretizing the light transport field using an adaptive grid structure and spherical harmonics. To show the effectiveness of the proposed global illumination methods, several example scenes are tested to demonstrate that they enable the use of a rendering pipeline that fully exploits the computing architecture of current many-core processors to reproduce effective high-quality global illumination at interactive frame rate.
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