莊永裕臺灣大學：資訊工程學研究所姜任遠Chiang, Jen-YuanJen-YuanChiang2007-11-262018-07-052007-11-262018-07-052007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/53873本論文中，我們提出一種新的用於全域照明的快取技術—輻射體結構(Radiance Volume)，設法整合現有的快取技術的優勢。我們的目標是在高效能的前提下，為生成的影像加入近似全域照明的現象。我們的演算法能同時支援具有漫射或似鏡面特性的表面上間接照明的計算。同時，藉由把樣本點快取在空間而不是在物體表面上，我們能夠更有效率的處理具有較複雜幾何結構的場景。此外，我們推導出一個支援此快取方式的位移梯度計算，以增加內差的品質。In this thesis, we propose a new caching technique, Radiance Volume, trying to integrate the advantages of current caching algorithms. Our goal is believable approximation of global illumination effects with high performance. Our framework can efficiently compute indirect illumination on both diffuse and glossy surfaces. By caching each record in the space instead of on the surfaces, we can efficiently handle light propagation and reflection around complex geometry. Moreover, we derive a radiance gradient computation method suitable for the caching scheme of Radiance Volume, which significantly improve the interpolation quality.1 Introduction 1 1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 Related work 5 2.1 Irradiance Caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.2 Radiance Caching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Irradiance Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.4 Irradiance Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3 Overview 9 3.1 Cache Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3.2 Scattered Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3 Interpolation Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.4 A Three-Pass Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4 Radiance Volume Details 13 4.1 Volume Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1.1 Adaptive Volume Subdivision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 4.1.2 Subdivision Heuristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.2 Incoming Radiance Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.2.1 Incoming Radiance Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.2.2 Sampling Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.3 Rendering with Radiance Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.3.1 Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.3.2 BRDF Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4.3.3 Outgoing Radiance Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4.4 Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.5 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 5 Radiance Gradient Computation 27 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5.2 Solid Angle-Based Gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5.3 Stratification-Based Gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 5.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 6 Conclusion 35 6.1 Summary of Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 6.2 Future Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36527170 bytesapplication/pdfen-US影像生成全域照明快取RenderingGlobal IlluminationCachethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/53873/1/ntu-96-R94922061-1.pdf