Robust and Efficient Global Illumination

Atemberaubende computergenerierte Bilder sind heute fast überall zu finden, und Filme, Videospiele, Industriedesign, Architektur und viele weitere Felder wären ohne fotorealistische Bildsynthese und physikalisch-basierte Lichttransportsimulation („globale Beleuchtung”) fast undenkbar. Doch die Erzeugung solcher Bilder erfordert nach wie vor einen großen Arbeits- und Rechenaufwand. In diesem Projekt arbeiteten wir daran, diesen Aufwand durch neue Algorithmen und Anwendungen zu verbessern.

Unsere neuartige Pfadraum-Regularisierung erlaubte uns eine verlässlichere Berechnung des Lichttransports, und ermöglichte es, die Beleuchtung auch für Szenen physikalisch korrekt zu berechnen, für die dies mit den bisherigen erwartungstreuen Methoden (welche Ray-Tracing verwenden und in industriellen Anwendungen bevorzugt eingesetzt werden) nicht möglich war. Durch effiziente Caching-Strategien verbesserten wir die Performanz von Ray-Tracing und globaler Beleuchtungsberechnung. Unsere Lichttransport-Manipulation baute auf effizienten Methoden zur globalen Beleuchtungsberechnung auf, um Künstlern auf neue Weise zu ermöglichen, selektiv die Beleuchtung innerhalb einer Szene auf ein spezifisches Designziel hin zu editieren. Dabei wurde gleichzeitig sichergestellt, dass die physikalische Zusammensetzung der Beleuchtung (und damit der Grad an Realismus) soweit wie möglich aufrecht erhalten wird. Die Manipulation der Lichterscheinung erforderte eine Visualisierung des zugrunde liegenden Lichttransports, welche wir durch neue Techniken wie z. B. Bundling & Filtering, sowie eine optimale Darstellung synthetisierter Bilder durch Subpixel-Adressierung verbesserten.

Projektteam

Projekt Leiter

Prof. Dr.-Ing. Carsten Dachsbacher