Ich kann mathematische Gleichungen nicht verstehen. Ich bin Grafikdesigner.
Was ist "Wichtigkeitsstichprobe"?
Was ist "Multiple-Importance-Sampling"?
Könnten Sie das anhand von Abbildungen und ohne mathematische Gleichungen leicht erklären? Was ist der Unterschied zwischen "Stichproben mit Wichtigkeit" und "Stichproben mit mehreren Wichtigkeiten"?
Antworten:
Wenn Sie einen Punkt auf einer undurchsichtigen Oberfläche schattieren, müssen Sie einfallendes Licht sammeln und mit der bidirektionalen Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) des Materials gewichten.
Der naive Ansatz besteht darin, die Proben gleichmäßig über die Hemisphäre zu verteilen und alle Richtungen gleichmäßig auf einfallendes Licht zu untersuchen. Dies wird als einheitliche Abtastung bezeichnet (Abb. 1). Während dies in den meisten Fällen funktioniert, kann es lange dauern, bis das richtige Ergebnis erreicht ist.
Abbildung 1: Gleichmäßige Probenahme auf der Hemisphäre
Betrachten wir zur Beschleunigung die Eigenschaften der betreffenden Oberfläche. Eine diffuse Oberfläche muss Licht aus allen Richtungen auf der Halbkugel berücksichtigen, wo Licht aus flachen Winkeln weniger Einfluss hat. Ein perfekter Spiegel benötigt nach dem Reflexionsgesetz nur eine einzige Richtung. Wichtige Stichproben berücksichtigen dies und verteilen Stichproben, bei denen nach BRDF ein größerer Einfluss des Lichts zu erwarten ist. Für die diffuse Oberfläche würde eine Kosinusabtastung verwendet (Abb. 2), was zu weniger Abtastwerten bei flachen Winkeln führt, die vermutlich einen geringeren Einfluss haben. Für den perfekten Spiegel wird nur ein einziger Strahl aufgenommen, da alle anderen Richtungen ohnehin keinen Einfluss haben.
Abbildung 2: Cosinus-Probenahme auf der Hemisphäre
Jetzt ist das BRDF nicht das einzige, was berücksichtigt werden kann. Wenn Sie Lichtquellen mit starker Intensität kennen, ist es oft wünschenswert, mehr Strahlen auf diese Lichtquellen zu richten, da diese Richtungen vermutlich einen größeren Einfluss auf das Ergebnis haben (dh es kommt mehr Licht aus diesen Richtungen). Die Idee, verschiedene Stichprobenstrategien mit unterschiedlicher Wichtigkeit in einer zu kombinieren, wird als Stichproben mit mehreren Wichtigkeiten bezeichnet . Diese Technik ist nicht auf das angegebene Beispiel bekannter BRDF + -Lichter beschränkt, sondern kann mit jeder Art von sinnvoller Heuristik verwendet werden, die Sie sich einfallen lassen können.
Die Bilder wurden mit Holger Dammertz ' Hammersley Points on the Hemisphere erstellt .