第二章 グロ−バルイルミネーション(GI :Global Illumination)

「GIという広大なテーマを網羅することは、一冊の本すべてを費やしても難しい」



GIという広大なテーマを網羅することは、一冊の本すべてを費やしても難しい。


そこで、GIの原点であるレンダリング方程式(rendering equation)、近年実用的な見地から評価が高まっている イラディアンスキャッシング(irradiance caching)とフォトンマッピング法(photon mapping)、芽吹きつつある GPU上のGIの手法などに焦点を当ててみた。


第2章はどちらかというと、その後の章の導入部分に相当する。


より詳しくGIそのものを学びたい方には、参考文献をお薦めしたい。

画像:irradiance caching

80年代にGreg Wardによって考案されたこの手法は、GIに「補間」という考え方を持ち込んだ最初の手法といえる。 考案当初はあまり評価されなかったものの、考案から20年を経て、実用的な観点からその評価が急速に高まっている。 画像はirradiance cachingによるレンダリング結果とGIによるレンダリング結果とを比較したもの。


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イラディアンスキャッシングを用いてレンダリングしたもの

イラディアンスキャッシングを用いてレンダリングしたもの

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青いドットの点だけでMCRTの計算をおこない、これを補間して下画像を算出した

青い点だけでMCRTの計算を行い、これを補間して下画像を算出した

fig5c_240.jpg
MCRTだけを用いてレンダリングした結果

MCRTだけを用いてレンダリングした結果
画像:photon mapping

90年代半ばに、Henrik Wann Jensenによって考案されたこの手法は、パーティクルを用いた前計算を導入して、 GIの計算を効率化している。また、これまでのGIでは難しかったコースティクスのような現象も、 この手法を用いると正確に描き出すことができる。


zcogland.jpg
フォトンマッピング法を用いたコースティクスの表現

フォトンマッピング法を用いたコースティクスの表現

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フォトンマッピング法を用いたたGI

フォトンマッピング法を用いたGI

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2003年に発表されたGPU上のフォトンマッピング法1

2003年に発表されたGPU上のフォトンマッピング法1

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2003年に発表されたGPU上のフォトンマッピング法2

2003年に発表されたGPU上のフォトンマッピング法2