Game101課程筆記_lecture14_光線跟蹤

1. DLSS技術，
   劉詩秋

2.RTXGI技術

實時的全局光照

工業界何學術界都在同步推進。
實時渲染技術很快有用。
後面的課不容易。

3. 課程複習
包圍盒技術
光線何包圍盒都不相交，那肯定何裏面的object不相交-----邏輯

4. TODAY

1 uniform Spatial Partitions

光線與盒子相交比較容易
圓圈是物體，
如何光柵化一條線，

效果怎麼樣。
兩個極端如下：一個何分辨率個


合適的格子如下：

什麼時候效果好呢？

看的是場景中空的地方，物體分佈不均勻
運動場中只有一個茶壺的問題。
大規模的空白，大規模的聚集，這種就不適合這種格子的方法了。

格子在稀疏的地方就不需要劃分格子很細了

2 空間劃分

圖形學應用了這個概念

oct_tree八叉樹—
KD-tree–和八叉樹差不多，每次都是分成兩個格子。保持了二叉樹的性質
BSP-tree–不是水平和豎直的分，這些線不好計算。

1 KD-Tree

用其中的一半來講解，其實每個部分都要劃分。

沒有物體存儲在中間節點上，都在葉子節點上。

光線與某一個盒子有交點，可能與它的子節點都有交點。
知道光線打到葉子節點，如果有交點，就要和裏面的所有物體進行求交。
求出所有的交點，然後記錄下最近的交點。

kd樹的問題：
空間劃分會產生一個問題：kd樹的建立不簡單，一個三角形是否和一個立方體有交集，比較難。
最近的十年不用這個kd樹了，因爲這個難點。

圓圈和不同的盒子都有交集的時候，幾個盒子都要存儲這個物體。意味着一個物體可能存儲在不同的盒子中，這個也是個bug，kd樹不直觀 。

3 object Partitions根據物體來劃分

圖形學裏基本都用這個了

Bounding Volume Hierarchy BVH

劃分到時候截至呢？
只有一個物體只在一個盒子裏。
三角形分成兩堆，再把三角形畫個包圍盒，都很簡單，這樣避免了kd的問題
但是它的劃分不清晰。如何劃分，這是很多人在研究的問題。


總結BVH的步驟：

建立BVHs

用到的算法-快速選擇算法：作業中要做這個BVH。

第k大樹
k=n/2;
在o(n)複雜度
快速選擇算法來做這個問題

場景動了，加了新的物體，都要重新進行計算
BVH的數據結構：

BVH的算法：

4 空間劃分和物體劃分比較

空間劃分：

物體劃分:

光線和場景的求交就很快的可以做完了。

5 輻射度量學 Basic Radiometry

1 動機

phone模型都是用的經驗值，自己來確定。輻射度量學可以給光的精確的實際物理值。

2 概念

光照的度量系統
定義了光照的基本屬性。
學習一個東西的具體步驟。
why？爲啥要學
what？這個是什麼
how？怎麼用，這個是最容易忘掉，也是最不重要的 。

1 Radiant Energy and Flux

能量:用了多少電。

Flux:單位時間的能量。功率，單位時間內產生的能量。
照的時間越長，能量就越多，所以要用這個。
光學中lm是另外一個單位。

另外一個角度的定義：
單位時間內輻射出的光的數量。

2 Radiant Intensity

每一個單位立體角的power

立體角

一個角總會對應一段弧長
二維空間中給立體角：

三維空間中的立體角：

球體的一快面積除以半徑的平方;

單位立體角:
單位的一塊麪積，面積很小。大小是多少呢？
通過sita 和fan定義的那塊面積的長和寬;
這裏就涉及到微積分的數學了。

主要用下面的這個：

點光源均勻發射：

LED 60W。實際耗能是11W,看上去是60W的燈泡
865lm。

Radiant intensity？

下節課開始會越來越難。提前預習吧