Abstract
Photon mapping is a traditional global illumination method using many photons emitted from the light source for photo-realistic rendering. However, this method needs a lot of resources to perform tracing of millions of photons. Progressive photon mapping solves this problem. Typical progressive photon mapping performs ray tracing at first to find the hit points on diffuse surface of objects. Next, light source repeatedly emits a small number of photons in photon tracing pass, and power of photons in each sphere that has a fixed radius with the hit points in the center is accumulated. This method requires less resources than previous photon mapping, but it spends much time for gathering enough photons since each of photons progresses through a random direction and rendering high quality image. To improve the method, we propose photon probing that calculates variance of photons in the sphere and controls radius of sphere. In addition, we apply cone filter in radiance estimation step for reducing aliasing at the edges in result image.
포톤 매핑은 대표적인 전역 조명 방법으로써 광원에서 많은 수의 포톤을 방출하여 이를 이용해 사실적인 렌더링을 수행한다. 하지만 매우 많은 수의 포톤을 추적하기 때문에 실시간 렌더링이 힘들고 많은 양의 메모리를 사용하는 문제가 있다. 이러한 문제를 개선한 방법이 점진적 포톤 매핑이다. 기존의 점진적 포톤 매핑은 먼저 광선 추적법을 통해 각 광선과 물체와의 충돌 위치를 찾는다. 다음으로 포톤 추적 단계에서는 반복적으로 적은 수의 포톤을 방출하고, 충돌 위치를 중심으로 하며 고정된 반지름을 가지는 구 안에 들어오는 포톤으로 포톤의 밝기를 누적한다. 이 방법은 포톤 매핑보다 자원을 적게 소모하지만, 방출된 포톤이 임의의 방향으로 진행하기 때문에 충분한 포톤을 확보하고 부드러운 영상을 렌더링하기 위해 많은 시간이 필요하다. 이를 보완하기 위해 본 논문에서는 포톤 탐사 단계를 추가하여 구 안에 들어오는 포톤들의 분포를 계산하고 그에 따라 구의 반지름을 조절하는 방법을 제안한다. 또한 래디언스 추정 과정에 콘 필터를 적용하여 영상을 선명히 렌더링한다.
