在電影，視頻游戲，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境和其他計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域，照明是實(shí)現(xiàn)對(duì)我們物理世界的準(zhǔn)確描繪的關(guān)鍵。計(jì)算看起來(lái)真實(shí)的照明仍然是復(fù)雜且低效的，因?yàn)閷?duì)于所有可能的光路徑的必要考慮仍然太昂貴而無(wú)法實(shí)時(shí)地對(duì)每個(gè)像素執(zhí)行。

芬蘭otaniemi的阿爾托大學(xué)的一對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)家，在視頻游戲開(kāi)發(fā)和照明模擬算法方面擁有豐富的專業(yè)知識(shí)，開(kāi)發(fā)了一種新的計(jì)算方法來(lái)應(yīng)對(duì)這一關(guān)鍵挑戰(zhàn)。由計(jì)算機(jī)科學(xué)博士候選人ari silvennoinen和計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授jaakko lehtinen創(chuàng)建，這種新方法可以實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有方法更快，更準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)照明模擬。他們專注于在大多數(shù)靜態(tài)場(chǎng)景中計(jì)算來(lái)自動(dòng)態(tài)光源的逼真間接照明，并在幾個(gè)場(chǎng)景中展示其算法的準(zhǔn)確性，其中環(huán)境中的照明由復(fù)雜的光影模式組成。

同時(shí)也是remedy entertainment和nvidia研究科學(xué)家的silvennoinen和lehtinen將于11月27日至11月30日在曼谷舉行的siggraph asia 2017上展示他們的研究成果。年度會(huì)議和展覽展示了世界領(lǐng)先的專業(yè)人士，學(xué)者和創(chuàng)意人才，他們處于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和互動(dòng)技術(shù)的最前沿。

“實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全局照明仍然是該領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)源于這樣一個(gè)事實(shí)，即在一個(gè)場(chǎng)景中，場(chǎng)景中的任何兩點(diǎn)都可以通過(guò)參與彼此的光傳輸進(jìn)行交互，”silvennoinen解釋說(shuō)。 。“這些互動(dòng)的數(shù)量增長(zhǎng)非常迅速。例如，只有1,000點(diǎn)，我們可能有1,000,000次互動(dòng)。”

關(guān)鍵的小說(shuō)貢獻(xiàn)是一種精確計(jì)算間接照明的方法，該方法僅使用來(lái)自非常稀疏的“輻射探測(cè)器”的信息 - 在單個(gè)點(diǎn)捕獲場(chǎng)景照明的樣本 - 允許在三維場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性的實(shí)時(shí)操作與現(xiàn)代游戲。

“由于我們處理發(fā)送者和接收者之間可見(jiàn)性的準(zhǔn)確方式，結(jié)果的質(zhì)量，特別是間接陰影非常高，”silvennoinen說(shuō)。“我們的方法可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的間接照明，即實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)圖形中的圣杯，幾乎可行。”

在這項(xiàng)研究中，研究人員在建筑插圖上展示了他們的方法，準(zhǔn)確地展示了窗戶在一段時(shí)間內(nèi)穿過(guò)窗戶的光線如何穿過(guò)客廳，或者穿過(guò)昏暗的宮殿的陰影柱。

除了直接應(yīng)用于游戲圖形之外，研究人員還設(shè)想了這種方法，使建筑師及其客戶能夠看到他們的設(shè)計(jì)如何與動(dòng)態(tài)照明一起工作。此外，未來(lái)的工作可以讓照明設(shè)計(jì)師在將虛擬光源放置在虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等計(jì)算受限的環(huán)境中時(shí)立即得到反饋。