Partie 2 : éclairage ambiant
On souhaite maintenant simuler l'éclairage de la scène par le
ciel, ie une source de lumière définie pour toutes les
directions au dessus de l'horizon.
éclairage ambiant : 16 échantillons...
Ecrivez l'estimateur Monte Carlo de l'équation de rendu.
Quelle densité de probabilité / fonction de génération
parait utilisable ?
rappel : recettes de génération
"GI
compendium" P. Dutre, 2003, équations 34, 35, et 36
rappel : les directions sont générées
dans un repère arbitraire, Z vers le haut. Comment les
transformer vers le repère de la scène 3d ? La meilleure
solution connue est proposée par Pixar :
"Building an
Orthonormal Basis, Revisited", T. Duff, 2017
rappel : Génération de nombres aléatoires en c++ :
#include <random>
// init
std::random_device hwseed;
std::default_random_engine rng( hwseed() );
std::uniform_real_distribution<float> uniform;
// generation
for(... )
{
float u1= uniform( rng ); // uniforme
entre 0 et 1
float u2= uniform( rng );
...
}
Constatez-vous une différence en utilisant
les générateurs 34 et 35 ?
pourquoi ?
A quelle vitesse converge l'estimateur ? Que pourrait on
améliorer ?
soleil + ciel avec 256 échantillons...
remarque : ces images (partie 2) sont fausses.
que manque-t-il ?
Partie 3 : éclairage par un objet
Que faut-il modifier dans la formulation de l'équation de
rendu pour rendre un objet émissif ?
On souhaite placer une autre sphère dans la scène et
l'utiliser comme source de lumière.
source + ciel avec 4096 échantillons...
A quelle vitesse converge cette version ? Pourquoi ?
remarque : cette image (partie 3) est fausse. que
manque-t-il ? c'est le même défaut pour la partie 2.
Partie 4 : triangles !
Lisez l'article sur les n manières de calculer l'intersection
rayon / triangle :
"Optimizing
Ray-Triangle Intersection via Automated Search", A.Kensler,
P.Shirley, 2006
Notamment les sections 2 et 3. Choisissez une solution proposée
dans la section 4 et comparez avec votre voisin. Est ce que
certaines versions sont plus rapides que d'autres ? ou plus
simples ?
indications : n'hésitez à pas définir une structure
Triangle adaptée à votre fonction d'intersection. On peut, par
exemple, stocker directement certaines arêtes du triangle pour
éviter de les re-calculer à chaque test.
indications : en 2d, pour tester l'inclusion d'un point
dans un triangle, il suffit de vérifier que le point est du bon
coté de chaque arête du triangle. Ce test d'orientation peut
s'écrire de plusieurs manières : une solution simple consiste à
calculer l'aire signée des 3 triangles formés par le point à
tester et chaque arête. Si le signe de l'aire de ces 3 triangles
est identique, alors le point testé est à l'intérieur du
triangle. En 3d, l'idée est la même, mais on va utiliser le
signe du volume de tetraedres pour vérifier que le rayon passe
du bon coté de chaque plan formé par une arête du triangle et
l'origine du rayon.
pour les curieux : on peut aussi construire une
transformation pour simplifier la solution. Le test
d'intersection est grandement simplifié en 2d sur un triange
rectangle unitaire... cf
"Realtime
Ray Tracing of Dynamic Scenes on an FPGA Chip", S. Woop,
2004, section 2.1 "Ray triangle intersection".
Partie 5 : nettoyage
Reprenez votre code comme indiqué dans la dernière partie du tp
précédent et prévoyez de stocker un ensemble de triangles.
