Adaptive multi-view path tracing

Path tracing multivue adaptatif

Basile Fraboni (1, 2) , Jean-Claude Iehl (1) , Vincent Nivoliers (1) , Guillaume Bouchard (3)

1 R3AM - Rendu Réaliste pour la Réalité Augmentée Mobile
2 imagine - Extraction de Caractéristiques et Identification
3 Mercenaries Engineering

Rendering photo-realistic image sequences using path tracing and Monte Carlo integration often requires sampling a large number of paths to get converged results. In the context of rendering multiple views or animated sequences, such sampling can be highly redundant. Several methods have been developed to share sampled paths between spatially or temporarily similar views. However, such sharing is challenging since it can lead to bias in the final images. Our contribution is a Monte Carlo sampling technique which generates paths, taking into account several cameras. First, we sample the scene from all the cameras to generate hit points. Then, an importance sampling technique generates bouncing directions which are shared by a subset of cameras. This set of hit points and bouncing directions is then used within a regular path tracing solution. For animated scenes, paths remain valid for a fixed time only, but sharing can still occur between cameras as long as their exposure time intervals overlap. We show that our technique generates less noise than regular path tracing and does not introduce noticeable bias.

Le rendu de séquences d'images photoréalistes en lancer de rayons nécessite souvent l'échantillonnage d'un grand nombre de chemins pour obtenir des résultats convergés. Dans le contexte du rendu multi-vue ou de séquences animées, cet échantillonnage peut être redondant. Plusieurs méthodes ont été développées pour réutiliser des chemins échantillonnés entre des vues proches spatialement ou temporellement. Cependant, un telle réutilisation est complexe car elle peut mener à du biais dans les images. Notre contribution est une technique d'échantillonnage qui génère des chemins en prenant en compte plusieurs caméras. Tout d'abord, nous échantillonnons la scène depuis toutes les caméras pour générer des points visibles. Ensuite, nous générons des directions par importance qui sont partagées par un sous-ensemble de caméras. Cet ensemble de points et de directions est ensuite utilisé dans une solution de lancer de rayons classique. Pour les scènes animées, les chemins ne sont réutilisables qu'à temps fixe, mais un partage peut toujours avoir lieu entre les caméras si leurs intervalles d'exposition se recouvrent. Notre technique génère moins de bruit que le path tracing classique à temps de calcul équivalent et n’introduit pas de biais perceptible.

Mots clés: Computer graphics; Ray tracing; Visibility

Domaines: Synthèse d'image et réalité virtuelle [cs.GR]

Basile Fraboni, Jean-Claude Iehl, Vincent Nivoliers, Guillaume Bouchard. Adaptive multi-view path tracing. EGSR 2019 Eurographics Symposium on Rendering, Tamy Boubekeur; Pradeep Sen, Jul 2019, Strasbourg, France. ⟨hal-02279950⟩