Effiziente Vorberechnung von Lichtpfaden in partizipierenden Medien

Abstract

Die Simulation der Interaktion von Licht mit partizipierenden Medien ist für die photorealistische Bildsynthese von großer Bedeutung. Mittels Monte-Carlo Path Tracing kann die Strahlungstransportgleichung korrekt gelöst werden, jedoch konvergiert das Verfahren für manche Szenen nur sehr langsam und benötigt daher viel Rechenzeit. Monte-Carlo Path Tracing kann beschleunigt werden, indem die Effekte von Mehrfachstreuung im voraus für homogene Teilbereiche des Mediums berechnet werden. Damit können Pfade im Inneren eines Mediums in großen Schritten verfolgt werden. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Vorberechnung der Mehrfachstreuung vorgestellt und diskutiert. Die Vorberechnung verwendet eine vereinfachte Variante von Monte-Carlo Path Tracing, das die Pfade einzelner Lichtteilchen in einer Kugelschale verfolgt und daraus die Verteilungen der Austrittspunkte und -richtungen berechnet.