Quadric Tracing: geometriai módszer a sphere tracing eljárás gyorsítására Informatika Tudományi

35 OTDK, Informatika Tudományi Szekció, Grafika, képfeldolgozás és számítógépes látás Tagozat.

Quadric Tracing: geometriai módszer a sphere tracing eljárás gyorsítására

Hallgató: Kiglics Mátyás
Szak: Programtervező informatikus, Képzés típusa: msc, Intézmény: Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kar: Informatikai Kar

Témavazető: Bálint Csaba - Doktorandusz, Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar

Számítógépes grafikában a távolságfüggvénnyel definiált implicit felületek megjelenítésére számos sugárkövető algoritmus létezik. A sphere tracing eljárással ezek hatékonyan, hiba nélkül közelíthetők, azonban bonyolult távolságfüggvény esetén a számítás lelassul, különösen a felület közelében, emiatt valós idejű alkalmazásokban az iterációk számát csökkenteni kell.

Az általam bemutatott quadric tracing algoritmus a lépések nagyságának maximalizálását célozza meg másodrendű burkoló felületek definiálásával. A sugarak metszését gömbök helyett ezekkel a forgáskúpszeletekkel vizsgáljuk. A forgáskúpszeletek meghatározása költséges művelet, azonban ezek csak akkor változnak, ha a felületet definiáló függvény módosul, így általában elegendő egyszer kiszámítani. Tehát az algoritmus két lépésből áll, először a forgáskúpszeleteket határozzuk meg, ezután a dolgozatban bemutatott quadric tracing segítségével jelentősen gyorsított sugárkövetéssel, valós időben jelenítjük meg a felületet.

Az új algoritmus végtelenbe konvergáló sugarakat sokszor egyetlen iterációs lépésben ki tud szűrni, jelentős sebességnövekedést elérve. Az összehasonlítás alapjául a hagyományos, relaxed és enhanced sphere tracing algoritmusokat vettük, amelyeknél mérhető iterációszám- és futásidőbeli javulást értünk el. Az ehhez készült implementáció masszívan párhuzamosított, a számítások a GPU erőforrásait hasznosítják.