Theory and real-time implementation of Physically Based Rendering

Istnieje wiele sposobów renderowania obiektów w grafice 3D. Jedne z nich starają się jak najdokładniej odwzorować świat rzeczywisty, inne natomiast dopasować do konkretnych potrzeb wizualnych lub wydajnościowych. Wysoki realizm przedstawianych obiektów wiąże się najczęściej z używaniem technik raytracingu, które często potrzebują sporej ilości czasu, aby wykonać niezbędne obliczenia. Metody pozwalające na rendering w czasie rzeczywistym (min. 60 klatek na sekundę) stosują wiele technik aproksymacyjnych, które zazwyczaj obniżają poziom zgodności z realnymi właściwościami obiektów. W pracy przedstawiona została technika, która łączy zalety wysokiego realizmu i wydajności czasowej. Technika ta wykorzystuje fizyczne właściwości materiałów i zachowania światła dla jak najdokładniejszego odwzorowania obiektów ze świata rzeczywistego. Ponadto stosuje aproksymacje, które nie zmniejszają realizmu oświetlenia i mogą być dowolnie skalowane, w zależności od potrzeb i możliwości sprzętu.There are many ways to render objects in 3D graphics. Some of them try to reproduce the real world as accurately as possible, while others try to match specific visual or performance needs. High realism of presented objects is usually associated with usage of raytracing techniques, which often need a lot of time to perform necessary calculations. Methods that allow real-time rendering (at least 60 frames per second) use many approximation techniques that usually reduce compatibility level with properties of real objects. Thesis describes technique that combines the advantages of high realism and time efficiency. This technique uses physical properties of materials and light behavior to map objects from real world as accurately as possible. In addition, it uses approximations that do not reduce realism of lighting and can be freely scaled, depending on the needs and capabilities of the hardware