基于Metropolis光线追踪的高逼真度渲染方法研究

发布时间:2025-07-26 13:31
  Metropolis光线追踪算法是一种基于马尔可夫蒙特卡罗的无偏的全局光照算法,在一些复杂的光照场景中有很高的路径搜索效率,其渲染效果好且鲁棒性强。但是在局部明暗混合位置Metropolis算法会出现采样数量和光照分布不对称的问题,此外在采样过程中忽略了像素内的噪声水平对渲染结果的影响。这些特点都会导致最终渲染图像局部细节位置采样逼真度不够。因此,递进地提出了三种改进方案。第一种是在相对宏观的角度,兼顾采样数量和光照分布的影响,构造关于采样数量和光照的采样权重,来优化局部明暗混合位置采样数量和光照分布的对称性。第二种方案是从像素合成的微观角度进一步精确地度量像素内的样本状态,提出基于模糊度的自适应采样算法,在采样过程中以每像素内的样本为集合,用模糊度来评价像素内的噪声水平,并以模糊度作为不同噪声水平位置的采样权重。第三种方案是为了进一步优化第二种方案中预采样阶段的初始样本,进而引入方差过滤的方法优化进入正式渲染阶段的样本种子,此外在正式渲染阶段依然以模糊度作为不同噪声水平位置的采样权重。实验结果表明,第一种改进方案切实完善了不同光照和材质场景中明暗混合位置采样数量和光照分布的局部对称性,...

【文章页数】:64 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1-1研究内容关系图

图1-1研究内容关系图

去优化局部明暗混合位置的对称性问题;为了降低整体渲染过程中的噪声,引入模糊度去评价像素内样本的噪声水平,达到自适应采样的渲染效果;融合方差过滤和基于模糊度的自适应采样方法形成新的改进Metropolis光线追踪算法。主要研究内容关系如图1-1所示。图1-1研究内容关系图


图2-1渲染方程的积分路径表示

图2-1渲染方程的积分路径表示

e)()()()()rA→p=Lp′→p+fp′′→p′→pLp′′→p′Gp′′p′dA′′p′)是关于可见性函数的几何分量,转化后的渲染方程可以显成某个表面点进行表示,可以在表面上的某个....


图2-2PBRT执行渲染过程的主要函数调用关系

图2-2PBRT执行渲染过程的主要函数调用关系

渲染平台sicallybasedrenderingtoolkit)是一个基于光线追踪的物理衍生出第三个版本,功能强大且易于扩展。相比于前一高度抽象,虽然将第二版本中的13个基类减少到10个的工具库和场景文件的转化工具,进一步提高了系统-V3版本不再支持Windo....


图3-1包含液体、玻璃相互作用的场景

图3-1包含液体、玻璃相互作用的场景

LT算法发现,MMLT采样之前预先设定每像素的采样数量,成图像像素数量的乘积作为整个采样过程的总采样数量。采样算法构造一条马尔可夫链来获得采样样本序列。其接受概本决定,而整个采样过程的样本更新与采样历史状态无关,周围像素的相关性对整个渲染结果的影响。尽管MMLT算自适应地....



本文编号:4058538

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