Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/74574
標題: 提高蒙地卡羅直接照明法效能的兩種技巧
作者: 張忠賢
陳利琮
王宗銘 
關鍵字: 混合密度法;可視面取樣;蒙地卡羅法;直接照明
出版社: 國立中興大學工學院;Airiti Press Inc.
Project: 興大工程學刊, Volume 12, Issue 1, Page(s) 51-63.
摘要: 
全域照度的成圖著重於場景中物體間的相互反射影響,如此可以產生高真實度的
影像。一般全域照度成圖的加速策略是將直接照明與間接照明分開計算,吾人採用蒙地卡
羅直接照明法來計算直接照度。蒙地卡羅直接照明法的原理是以光源的機率密度函數為基
礎,隨機選取一定數量的光源表面三度空間樣本點,隨後利用成圖方程式,計算這些樣本
點對整體照度的平均貢獻。蒙地卡羅直接照明法之效能受隨機取樣效能之影響,而後者又
與取樣數量與取樣速度相關。本文提出兩種技巧來提升蒙地卡羅直接照明法效能。第一種
技巧為混合密度法取樣。吾人先行預估每個光源密度函數對整體照度的可能貢獻,並據此
資訊將數個光源密度函數合成為一個混合光源密度函數。在進行取樣時,吾人僅需對混合
光源密度函作取樣,毋須對每個光源密度函數作取樣,故能有效的降低取樣數量。第二種
技巧為可視面積取樣。吾人依據三度空間幾何原理,分析光源的可視性後直接由光源的可
視面做隨機取樣。如此除能保證取得的樣本均為有效樣本外,更能避免對樣本做有效性判
別時所需付出的額外計算,故能加快取樣速度。吾人將所提技巧以C語言實現,並在PC平
臺的Windows'98作業環境下作效能評估。實驗結果顯示,對於圓柱型光源,在不同的取
樣數量下,吾人所提出的技巧約能提升20﹪~35﹪的隨機取樣效能,縮短約60﹪的蒙地卡羅
直接照明法成圖時間。實驗結果顯示:混合密度法取樣與可視面取樣技巧確能提高蒙地卡
羅直接照明法之執行效能。

This paper presents two techniques for improving the efficiency of direct lighting calculation
by Monte Carlo method. One is mixture density method that samples the luminaires by their mixed
densities function of the area of the luminaires. Thus we can reduce the number of samples. The other
is samples the visible area of the luminaire. This sampling strategy wil1 reduce the variance. The
experimental results demonstrate that our techniques are capable of reducing at least 20% sample
generation time and about 60% rendering time.
URI: http://hdl.handle.net/11455/74574
ISSN: 1017-4397
Appears in Collections:第12卷 第1期
工學院

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