Games101-Lecture18（Advanced Topics in Rendering）学习笔记
本章内容
上一章已经学习了材质和外观，本章将讲述Advanced Topics in Rendering（高级光线传播和材质）。
Advanced Light Transport（高级光线传播）
Bidirectional Path Tracing (BDPT)（双向路径追踪）
之前：
- 直接连接相机和光源的路径
BDPT：
- 跟踪来自相机和光源的子路径
- 连接两个子路径的端点
特点：
- 适用于光线传输复杂的光线侧
- 难以实施且相当缓慢
Metropolis Light Transport (MLT)
- Markov Chain Monte Carlo (MCMC)（马尔可夫链）的一个应用
- 使用一些 PDF 从当前样本跳转到下一个样本
- 非常擅长局部探索困难的光路
- 关键思想：局部扰动现有路径以获得新路径
优点：
- 适用于困难的光路
- unbiased
缺点：
- 难以估计收敛速度
- 不保证每个像素的收敛速度相同
- 因此，通常会产生“脏图像”的结果
- 因此，通常不用于渲染动画
Photon Mapping（光子映射）
- biased和两阶段方法
- 非常擅长处理 Specular-Diffuse-Specular (SDS) 路径和caustics
方法
第 1 阶段 —— 光子追踪 - 从光源发射光子，将它们反弹，然后在漫反射表面上记录光子
第 2 阶段 —— 光子收集（最终收集） - 从相机拍摄子路径，将它们弹跳，直到它们碰到漫反射表面
计算——局部密度估计 - 想法：光子更多的区域应该更亮 - 对于每个着色点，找到离该着色点最近的 N 个光子。 取他们的表面积
特点
更容易理解渲染中的偏差： - 有偏（Biased） == 模糊 - 一致（Consistent） == 无限#samples 不模糊
Vertex Connection and Merging
双向路径追踪（BDPT）和光子映射的结合 关键思想：
如果端点无法连接但可以合并，不要浪费 BDPT 中的子路径
使用光子映射来处理附近“光子”的合并
Instant Radiosity (IR)（实时辐射度）
有时也称为many-light approaches
方法
关键思想：
- 被照亮的表面可以被视为光源
方法： - 拍摄光子路径并假设每个子路径的终点是虚拟点光源 (VPL) - 使用这些 VPL 像往常一样渲染场景
特点
优点：
- 速度快，通常在漫反射场景中效果良好
缺点：
- 当 VPL 接近着色点时会出现尖峰
- 不能处理有光泽的材料