물리 기반 렌더링 및 광선 추적


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나는 많은 혼란을 겪었고 용어를 명확히하고 지식을 종합해야합니다.
엔진이 광선 추적 프로그램이라고 말하면 광선 추적 알고리즘을 사용하여 장면을 렌더링하는 경우 자동으로 물리적 기반 엔진입니까? 광선 추적은 물리적으로 정의되어 있거나 물리적으로 기반이 아닌 광선 추적기가있을 수 있습니까? (물리적으로 비 물리적 추적자들이 대칭 적으로 존재 하는가?)
또한, "물리적 기반"은 "광 전달 방정식을 해결하는 것"을 의미하는 것이 사실입니까?

답변:


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"물리적 기반"은 잘 정의 된 용어가 아니므로이 질문에 정확하게 대답하기가 어렵습니다.

일반적으로 "물리적 기반"은 문제의 알고리즘이 물리적 기반의 원칙에서 파생된다는 사실을 나타냅니다. 그것은 물리적으로 정확하지 않으며 (우리가 그것을 감당할 수 없기 때문에) 일부 근사치가 일반적으로 이루어져야하지만 근사치가 무엇인지 잘 알려져 있으며 이상적으로 어떤 종류의 오류가 발생했는지에 대한 직관이 있습니다.

이것은 실제 모델에서 실제 효과를 관찰하고 셰이더 나 그와 유사한 모양을 표현하려고하는 아티스트가 만든 임시 모델과 대조적입니다. 일반적으로 임시 모델은 더 간단하고 저렴하며 주어진 문제에 대해 가장 먼저 해결책이되는 경향이 있지만 실제로 어떤 일이 일어나고 있는지에 대한 특별한 통찰력을 제공하지는 않습니다. 또한 그러한 모델이 시뮬레이션하려는 효과를 얼마나 정확하게 재현 할 수 있는지 말하기는 사실상 불가능합니다.

렌더링의 맥락에서, "물리 기반 렌더러"는 단순히 물리적 기반 원리를 사용하여 이미지를 렌더링하는 것일 수 있으며, 이는 매우 모호한 분류입니다. 광선 추적기는 본질적으로 물리적 기반이 아니며 대부분의 초기 광선 추적기는 실제로 조명 및 유사 기능을 위해 임시 모델을 사용했습니다. 내 개인적인 경험에서, "물리적 기반 렌더링"은 일반적으로 렌더링 방정식 해결을 나타내는 데 사용되었습니다. 그러나 최근 몇 년간 많은 게임 엔진이이 용어를 "에너지 절약을한다"또는 "더 이상 퐁을 사용하지 않는다"는 의미로 주장한 것 같습니다.

실제로 "물리적 기반 렌더링"의 의미에 대한 엄격한 분류는 없으며 광선 추적 만 사용하여 렌더러를 물리적 기반으로 만들지는 않습니다. 오프라인 렌더링에서이 용어는 여전히 렌더링 방정식을 해결하는 렌더러를 나타내는 데 주로 사용되는 반면, 실시간 렌더링에서는 마이크로 패싯 모델 또는 이와 유사한 것을 사용하는 경우가 많습니다. 그러나이 용어의 의미는 수년에 걸쳐 변경 될 수 있습니다.


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@BenediktBitterli가 암시 한 것처럼 "물리 기반 렌더링"은 실제로 예 또는 아니오가 아닙니다. 렌더링에서는 항상 현실감과 계산 비용의 균형을 유지해야합니다. 일부 렌더러에는 Microfacet BRDF 및 HDR 렌더 타겟과 같은 몇 가지 '물리 기반'기능이 있습니다. 다른 많은 예를 가질 수있는 반면, 전체 BSDFs, 전체 스펙트럼 등 대상, 빛 추적, 지역 조명, 렌더링
RichieSams

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아니요, 간단히 :

  • 물리적 기반 렌더링에는 레이트 레이싱이 필요하지 않습니다. 다른 방법을 사용할 수도 있습니다. *

  • 레이트 레이싱을 사용하여 물리적 기반 렌더링 이외의 다른 효과를 수행 할 수 있습니다.

레이트 레이싱은 종종 구현하고 생각하기가 가장 쉽습니다. 따라서 물리적 기반 렌더링을 위해 광범위하게 배포됩니다. 그러나 같은 이유로 많은 비현실적인 렌더는 레이트 레이싱 트릭을 사용하여 필요한 것을 얻습니다.

* 이미지를 렌더링하기 위해 구조화되지 않은 FEM과 개인적으로 협력하고 있습니다.

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