Resumo: Algoritmos de Ray Tracing são amplamente utilizados como a principal técnica de renderização de cenas complexas quando se busca realismo e precisão na simulação de luz. As técnicas baseadas em Bidirectional Light Transport são conhecidas por se destacarem em cenas com caminhos de luz complexos, o que é possível porque os caminhos que saem da câmera da cena e os caminhos que saem dos emissores de luz são gerados independentemente e, em seguida, conectados deterministicamente. Essas abordagens, no entanto, ainda apresentam questões centrais inerentes à maioria dos métodos de Monte Carlo. As amostras geradas por eles podem ser aglutinadas infinitamente, o que não oferece uma representação precisa do domínio. As conexões determinísticas geralmente são geradas aleatoriamente, em contraste com a forma com que os subcaminhos, tanto da câmera quanto dos emissores, são amostrados de acordo com sua importância para a cena. Pesquisas recentes em algoritmos tradicionais de transporte de luz bidirecional mostraram que outras formulações mais complexas de conexões de caminho são eficazes para permitir a estratificação e amostragem de baixa discrepância no espaço de conexão onde os caminhos são gerados, o que permite uma distribuição uniforme e coerente de caminhos igualmente contribuintes. Mostramos que amostrar a importância da taxa de transferência de subcaminhos de luz resulta em melhor redução de variância sob certas condições. As alterações propostas foram aplicadas ao algoritmo Bidirectional Path Tracing, em uma variação que chamamos de Alias Sampled Bidirectional Path Tracing (ASBDPT). Experimentos realizados em uma série de cenas 3D para avaliar a eficácia da metodologia mostraram ganhos de redução de variância em cenas com exposição limitada à luz, ao comparar os resultados com métodos do estado da arte da área Ver menos

Abstract: Ray tracing algorithms are widely used as the main rendering technique for complex scenes when aiming for realism and precision in the light simulation. Bidirectional light transport based techniques are known to excel in scenes with complex light paths, which is possible because the paths leaving the scene camera and paths that leave the light emitters are generated independently and then connected deterministically. These approaches, however, still have core issues inherent to most Monte Carlo methods. The samples generated by them can be infinitely clumped together, which does not offer an accurate representation of the domain. The deterministic connections are usually generated randomly, compared to how the sub-paths, both from the eye and emitters, are well importance sampled. Recent research in traditional bidirectional light transport algorithms has shown that other more complex formulations of path connections are effective in enabling stratification and low-discrepancy sampling in the connection space where the paths are generated, which allows for an even and coherent distribution of equally contributing paths. We show that importance sampling the throughput of light sub-paths results in improved variation reduction under certain conditions. The proposed changes have been applied to the Bidirectional Path Tracing algorithm, in a variation we call Alias Sampled Bidirectional Path Tracing (ASBDPT). Experiments conducted on a series of 3D scenes to evaluate the effectiveness of the methodology have show variation reduction gains on scenes with limited light exposure, when comparing the results against current state-of-the-art methods Ver menos