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人力资源-2022elvishray新算法框架VIP免费

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第1页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第1页共10页elvishray新算法框架Version2.0.0.0Len3dCopyright©2007Len3d.Allrightsreserved.前言本文描述了一种渲染器的新算法框架,只是我个人对elvishray的建议,仅供参考。需求分析mentalray是一个极其优秀的混合渲染器,尤其是它的光线追踪功能,做得非常好,非常智能,尽量用最少的光线取得最好的结果(很好的采样分布算法和自动减少无效采样)但它依然是基于传统的光线追踪算法框架发展而来的,按我的使用经验,这带来很多问题。在mentalray中,对不同的光线类型,如eyeray,shadowray,reflectedray,refractedray,finalgatherray等,都要分别做不同的优化,导致算法非常复杂,而各种光线的表现又不尽相同,导致使用时很难预测各种光线的行为,也就很难预测达到的效果与渲染时间,这对于产品级的制作是很大的麻烦,意味着开支预算变得困难。虽然mentalray尽量让参数的变化直接与渲染时间的变化呈线性关系,但对于reflectedray和refractedray,众所周知,其递归光线追踪的过程构成一颗二叉树形式,称为光线树,这样对于K次反射/折射,R个象素,总供需要计算的光线数目近似于(2k+1-2)R条,这是呈指数增长的,所以递归层数K一深,整个渲染过程马上就慢下来了,更糟糕的是,如果再开启阴影,每个交点处至少发射一条阴影测试光线,更一般的,开启区域阴影时,不妨设每个交点处平均发射m条shadowray,则所需的光线总数约为(2k+1-2+m(2k-1))R条,这种增长非常可怕,而且不同的特效同时开启时,速度的变慢不是简单的线性组合,而是会相互影响,这就是为什么单独打开mentalray的某一种特效,速度尚可接受,但同时打开几种特效时,速度就慢得让人难以忍受了,所以想要用mentalray达到很好的效果和渲染时间的平衡,需要大量的试验和人工参数调整,需要使用者有非常丰富和老道的使用经验,即使如此,调整mentalray诸多的复杂而神秘的参数,依然是一种痛苦的折磨。总结起来,mentalray在这方面的缺点主要有:1.基于传统的光线追踪算法框架,各种特效增加的渲染时间与象素(包括自适应采样产生的子象素)数目成正比。因此,假如你只想增加景物边缘的反走样,而不在乎反射/折射的精细程度,mentalray依然发射更多的反射/折射光线,忠实的增加渲染时间。2.各种光线类型的优化方法不统一,算法复杂维护困难,且对于产品级的应用,难以预测渲染时间的开销,难以预测并保证最终效果,总是要求用户试了才知道。第2页共10页第1页共10页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第2页共10页3.无论mentalray如何优化其算法,反射/折射光线,依然与反射/折射层次数呈指数增长关系。4.同时开启多种效果时,渲染时间不是单独开启各种效果时渲染时间简单的线性组合,而是会相互影响。例如,射/折射层次增加亦会使阴影光线数目呈指数增长。5.参数复杂而且神秘,难于调整,需要极为丰富的使用经验。想要达到效果和渲染时间的平衡,需要大量反复的调整和试验,影响制作效率。针对这些问题,我设计了如下这种新算法框架,希望能有助于解决这些问题,其实该架构也非常简单,其核心思想依然是分而治之的思想,我借鉴了Reyes的思想,并对Reyes与光线追踪算法中各自的一些概念进行了推广,提供了一种统一的架构。算法框架描述1.光线类型的推广Reyes算法只处理一种光线类型,就是mentalray中称为eyeray的光线,它只渲染观察者直接可见的景物,Reyes还有一个区别于mentalray这类光线追踪渲染器的主要特点,就是将HiddenSurfaceRemoval(简称hiding)和shading过程分开,这样的好处是,增加物体边缘的反走样,不会增加多少渲染时间,因为更耗时的shading过程由另一个与象素数目(由采样数目控制)无关的参数shadingrate控制。我将shadingrate的概念由eyeray推广到各种光线类型,reflectedray,refractedray,shadowray,finalgatherray等都有各自的shadingrate,且规定它们的shadingrate均不小于eyeray的shadingrate,这样我们为每块由细分和镶嵌生成的microgrid,匹配一系列分别对应于各种光线类型的irradiancecache(...

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