Rendering Translucent Material with Precomputed Radiance Transfer

利用預先計算光能傳輸方法渲染透明材質

王治權(Zi-Chuan Wong)

指導教授 ： 石維寬

國立清華大學/電機資訊學院/資訊工程學系/碩士(2010年)

摘要

在電腦圖學裡，如何用數學或是物理的公式跟方法表現出真實世界中的場景一直是重要的議題，要讓電腦渲染出真實世界的物體，可以從很多方面來逼近達到目的，最簡單的莫過於使用大量的三角形來表現出物體的複雜度，提供越多的空間資訊，越能表現出物體的真實形狀，早期電腦圖學從簡單的多面體)到現在利用數學公式來構造出物體的曲線跟曲面，像是NURB Spline和NURB Surface。除了從物體的空間複雜度表現真實的物體之外，還可以從光照的複雜度來模擬真實世界中的光的各種現象，光照明的計算可以分為局部光照明跟全局光照明兩個部分，局部光照明將光的部分分為三項：分別背景光、漫散射光、跟反射光。因為局部光照明容易運算，所以現在的顯示卡硬體都支援局部光照明的運算，同樣地因為它比較簡單，因此局部光照不能表現出真實世界的光。

與局部光照對比，全局光照明則考慮了光的多重反射跟陰影的問題，從早期的光線追蹤法到光輻射能運算，以及近幾年才有的PRT，這些演算法的更新，大大減少了光照的運算量，同時也保留了光的真實度。最後則是關於利用物理的公式來提高物體的材質複雜度，利用不同的材質對於光有不同的吸收、反射、跟折射的效果，來渲染出類似大理石或是玉石之類的物體。

本篇論文就探討全局光照的PRT(Precomputed Radiance Transfer)演算法的詳細實作來模擬場景中的光照效果，以及將PRT算法應用到透明材質[3]的演算法上，依照不同的折射係數，渲染出不同的透明材質物體。

關鍵字

透明材質 ； 光能傳輸

並列摘要

無資料

並列關鍵字

PRT ； translucent material

參考文獻

[2]. Peter Pike Sloan, Jan Kautz and John Snyder. Precomputed Radiance Transfer for Real-Time Rendering in Dynamic, Low-Frequency Lighting Environments, SIGGRAPH 2002, July, 2002

[3]. Henrik Wann Jensen and Juan Buhler. A Practical Model for Subsurface Light Transport. SIGGRAPH 2001

[4]. Henrik Wann Jensen and Juan Buhler. A Rapid Hierarchical Rendering Technique for Translucent Materials, SIGGRAPH 2002

[5]. Xuejun Hao and Amitabh Varshney. Real-Time Rendering of Translucent Meshes, ACM Transaction o Graphics, Vol.23. No.2.April 2004

[6]. Ivanic J and Ruedenberg K. Rotation Matrices for Real Spherical Harmonics Direct Determination by Recursion, The journal of physical and chemistry, April 1996