Bi-directional path tracing na GPU

Bc. Vilém Otte

Master's thesis

Bi-directional Path Tracing on GPU

Anotácia:

Software pro vykreslování foto-realistických scén dnes používá především jednosměrné sledování cest, pomocí nějž dosahuje dobrých výsledků pro scény bez kaustiky nebo scény, jenž nejsou tzv. těžkými případy pro path tracing. Dále existuje několik software pro vykreslování pomocí obousměrného sledování cest, avšak vzhledem k náročnosti implementace tohoto algoritmu jsou takřka exkluzivně vyvíjeny pro CPU. Tato práce navrhuje způsob implementace obousměrného sledování cest na hardwarové architektuře s mnoha procesory, jako jsou GPU. Také je přiložena funkční implementace. Dále výsledky této implementace jsou porovnány se standardním jednosměrovým sledováním cest kvalitativně i s ohledem času výpočtu. Pro paralelní implementaci obousměrného sledování cest bylo dosaženo interaktivního běhu, dokazující efektivní použití algoritmu na GPU.

Abstract:

Computer graphics renderers for creating photo-realistic images use mainly unidirectional path tracing, having good results for scenes without caustics or hard cases. There are also few renderers with bi-directional path tracing implementation, however due to the complexity of the algorithm implementation, they almost exclusively target sequential CPUs. The thesis proposes a way of implementation of bi-directional path tracer on a parallel many-core architectures such as the GPU and provides a working implementation. Further this implementation is compared to a parallel implementation of the standard, unidirectional path tracer, in terms of quality and speed. Interactive frame rates have been achieved for parallel bi-directional path tracing, proving the possibility of using such algorithm on GPUs.

Keywords

Rendering, Sampling, Global Illumination, Monte-Carlo, CUDA, Ray tracing, Path tracing, Bidirectional Path Tracing, Bidirectional Reflectance Distribution Function

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 6. 2015
• Vedúci: RNDr. Marek Vinkler, Ph.D.
• Oponent: doc. Fotios Liarokapis, PhD

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / odbor:
Informatics / Computer Graphics