Задание лаборатории компьютерной графики ВМК. Трассировка путей.

В основе лежит алгоритм наивной трассировки путей с терминацией с помощью русской рулетки.

Первая сцена:

Вторая сцена:

Реализованные материалы:

• Ламбертовская диффузная поверхность (выборка по значимости из косинуса)
• Зеркало (вырожденная BRDF)
• Стекло (русская рулетка и преломление на основе формул Френеля)
• Исправленная модель Фонга (выборка по значимости из косинуса в степени, BRDF нормализована согласно оригинальной статье 1994, совмещена с диффузной моделью с помощью русской рулетки)
• Модель отражающих микрограней Кука-Торренса (выборка по значимости из GGX)

Дополнительно:

• Трассировка путей
• Примитивы: сфера, треугольник, плоскость
• Поддержка текстур (на сфере и замощение плоскости)
• Сферическая карта окружения
• SSAO анти-алиасинг из 4-х субпикселей с генерацией случайных отклонений на основе тент-фильтра
• Гамма-коррекция
• В качестве источников света выступают объекты с площадью
• Многопоточность с помощью директив pragma

Изученные материалы:

• Игнатенко А. В., Фролов В. А. Основы синтеза фотореалистичных изображений
• Peter Shirley Ray Tracing in One Weekend
• https://agraphicsguy.wordpress.com/2015/11/01/sampling-microfacet-brdf/
• http://graphicrants.blogspot.com/2013/08/specular-brdf-reference.html
• https://schuttejoe.github.io/post/ggximportancesamplingpart1/

Вдохновлено минималистичным трассировщиком https://www.kevinbeason.com/smallpt/

Производительность:

Сцены протестированы на Ryzen 7 2700 и укладываются в минуту на 12 потоках.

(В первой сцене используется достаточно тяжелое изображение для карты окружения, подгрузка которого ощутимо отнимает время)