Modelování obousměrných distribučních funkcí odrazivosti pomocí neuronových sítí

Jiří Depčinský

Diplomová práce

Modelling Bidirectional Reflectance Distribution Functions Using Neural Networks

Anotace:

V této diplomové práci se zabývám modelováním obousměrných distribučních funkcí odrazivosti pomocí neuronových sítí. Cílem je navrhnout a implementovat neuronové sítě, které dokážou efektivně aproximovat BRDF materiálů a reprezentovat určitý BRDF model. Pro dosažení tohoto cíle jsem navrhl a testoval různé architektury neuronových sítí pro reprezentaci testovacích BRDF modelů. Byly popsány problémy, se kterými se člověk může setkat při návrhu a tréninku těchto sítí. Výsledky jsem následně porovnal oproti jejich analytickém protějšku, porovnal rychlosti vyrenderování a ověřil jejich správnost pomocí furnace testu. Dosažené výsledky ukazují, že navržené neuronové sítě dosahují velmi dobré úrovně přesnosti při renderování, a to potvrzuje jejich potenciál pro popis odrazivých vlastností materiálů pro účely syntézy fotorealistických obrazů.

Abstract:

In this thesis, I explore the modeling of bidirectional reflectance distribution functions using neural networks. The aim is to design and implement neural networks that can efficiently approximate the BRDF of materials and represent a certain BRDF model. To achieve this goal, I have designed and tested various neural network architectures for representing test BRDF models. Issues one might encounter in the design and training of these networks have been discussed. I then compared the results with their analytical counterparts, compared rendering speeds, and validated their accuracy using the furnace test. The achieved results show that the proposed neural networks achieve a very high level of accuracy in rendering, confirming their potential for describing the reflective properties of materials for the purposes of synthesizing photorealistic images.

Klíčová slova

Path tracing, BRDF, neuronové sítě, modifikovaný Phong BRDF, Tensorflow, Embree, Onnx

Keywords

Path tracing, BRDF, neural networks, modified Phong BRDF, Tensorflow, Embree, Onnx

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 8. 8. 2023
• Vedoucí: Tomáš Fabián
• Oponent: Michal Krumnikl

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Informační a komunikační technologie / Informatika a výpočetní technika