Porovnání metod pro sledování kuželů řešících globální osvětlení v reálném čase

Bc. Matúš Talčík

Bakalářská práce

Comparison of cone tracing methods for real-time global illumination

Anotace:

Rýchly výpočet globálneho osvetlenia je jednou z najštudovanejších tém v počítačovej grafike. Jedna z metód na tento výpočet je trasovanie kužeľov nad voxelovou dátovou štruktúrou. Táto práca sa zaoberá rozdielmi v kvalite, výpočtovej náročnosti a spotrebe pamäte v rôznych variantách tejto metódy. Práca je postavená na už existujúcej knižnici pre počítačovú grafiku v reálnom čase, mallumo. Existujúce implementácie metód využívajúce trasovanie kužeľov nad voxelovými dátovými štruktúrami nachádzajúce sa v knižnici boli prepísané aby zdieľali spoločnú architektúru, v rámci ktorej ich bolo možné rozširovať a spravodlivo porovnávať. Taktiež boli všetky rozšírené o podporu high dynamic range dát uložených vo voxeloch, anizotrópne filtrovanie voxelov a podporu pre rôzne distribúcie kužeľov. Záver práce je venovaní porovnávaniu kombinácií konfigurácií metód založených na trasovaní kužeľov. Výsledky ukazujú potrebný výkon pri rôznych konfiguráciách a rozdiely v dosiahnutej kvalite.

Abstract:

Fast computation of global illumination is one of the most researched topics in computer graphics. One such method is voxel-based cone tracing. This thesis explores differences in quality, required computational power and memory of various voxel-based cone tracing methods. It is built on the already existing library for real-time computer graphics, mallumo. The existing implementations of voxel cone tracing in the library were rewritten to share the same architecture and as much of the shader code to obtain fair comparisons in benchmarks. Furthermore, they were extended with support for high dynamic range data stored in voxels, anisotropic filtering of voxels, and support for different cone distributions. In the end, the various configurations are compared and benchmarked. The results show the cost incurred by differently configured cone tracing methods and the differences in visual quality.

Keywords

global illumination, OpenGL, real-time computer graphics, Rust

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 5. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 6. 2018
• Vedoucí: Mgr. Jan Čejka
• Oponent: prof. Ing. Jiří Sochor, CSc.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Bakalářský studijní program / obor:
Informatika / Počítačová grafika a zpracování obrazu