Path tracer (3 стр) / Графика / Форум / Программирование игр

Suslik
А чего два сэмплера не завести? Один по интеполированным данным, второй точечный. Точечным через центральную разницу получить нормали и проитерполировать их.
Вот сравнение расчета нормалей с разными сэмплерами. С помощью центральной разности и последующей интерполяции

Точечный

+ Показать

Фильтрация

+ Показать

Suslik
Модератор

#33
5:38, 28 апр. 2019

IBets
> Ну я считаю так.
> delta = distance(BoundingBoxMin, BoundingBoxMax) / max(dimX, dimY, dimZ)
если ты хочешь, чтобы eps был равен размеру вокселя, то надо так:

vec3 eps = (aabbMax - aabbMin) / vec3(sizex, sizey, sizez);

Suslik
Модератор

#34
5:40, 28 апр. 2019

IBets
> А чего два сэмплера не завести? Один по интеполированным данным, второй
> точечный. Точечным через центральную разницу получить нормали и
> проитерполировать их.
ты с ума сошёл, взятие объёмной функции — самая дорогая операция во всём шейдере, алгоритм пишется так, чтобы минимизировать это количество. а ты предлагаешь нормали вручную интерполировать.

IBets
Постоялец

#35
8:43, 28 апр. 2019

Suslik
Ну делаем размен. Либо скорость либо объем данных

IBets
Постоялец

#36
(Правка: 10:49) 9:55, 28 апр. 2019

Suslik
Вот еще TransferFunction попробуй на тех данных. Specular в 0.04 выставил

+ Показать

− Скрыть

auto albedoTF = TransferFunction(TransferFunction::Type::Color);
albedoTF.AddControlPoint(0.0f,      Math::Vec3(0.627450f, 0.627450f, 0.6431372f));
albedoTF.AddControlPoint(0.23597f,  Math::Vec3(0.176470f, 0.0f, 0.0f));
albedoTF.AddControlPoint(0.288538f, Math::Vec3(0.172549f, 0.02745f, 0.02745f));
albedoTF.AddControlPoint(0.288578f, Math::Vec3(0.262745f, 0.0f, 0.0f));
albedoTF.AddControlPoint(0.298578f, Math::Vec3(0.0f, 0.0f, 0.0f));          
albedoTF.AddControlPoint(0.35417f,  Math::Vec3(0.33725f, 0.28235f, 0.1607843f));            
albedoTF.AddControlPoint(1.0f,      Math::Vec3(0.62745f, 0.62745f, 0.643137f));

                
auto opacityTF = TransferFunction(TransferFunction::Type::Scalar);
opacityTF.AddControlPoint(0.0f, 0.0f);
opacityTF.AddControlPoint(0.23597f, 0.0f);
opacityTF.AddControlPoint(0.288538f, 0.0179028f);
opacityTF.AddControlPoint(0.288578f, 0.563502f);                 
opacityTF.AddControlPoint(0.35417f, 1.0f);            
opacityTF.AddControlPoint(1.0f, 1.0f);

auto rougnessTF = TransferFunction(TransferFunction::Type::Scalar);

rougnessTF.AddControlPoint(0.0f, 1.0f);
rougnessTF.AddControlPoint(0.23597f, 1.0f);
rougnessTF.AddControlPoint(0.288538f, 0.5868f);
rougnessTF.AddControlPoint(0.288578f, 0.563502f); 
rougnessTF.AddControlPoint(0.35417f, 0.1322f);       
rougnessTF.AddControlPoint(1.0f, 0.1322f);

Suslik
Модератор

#37
10:12, 28 апр. 2019

IBets
> Вот еще TransferFunction попробуй на тех данных. Specular в 0.04 выставил
круто, спасибо. я сейчас занят прикручиванием нормального microfacet pbr BRDF'а, как раз хотел попросить у тебя transfer function'ы погонять.

IBets
Постоялец

#38
(Правка: 10:49) 10:45, 28 апр. 2019

Suslik
Вот попробуй пока без Important Sampling-а
Вот по этому туториалу https://habr.com/ru/post/326852/

+ Показать

− Скрыть

float3x3 GetTangentSpace(float3 normal) {   
    float3 helper = float3(1, 0, 0);
    if (abs(normal.x) > 0.99f)
        helper = float3(0, 0, 1);

    const float3 tangent  = normalize(cross(normal, helper));
    const float3 binormal = normalize(cross(normal, tangent));
    return float3x3(tangent, binormal, normal);
}

float3 SampleHemisphere(float3 normal, inout CRNG rng) {
    
    const float phi = 2 * M_PI * Rand(rng);
    const float cosTheta = sqrt(Rand(rng));
    const float sinTheta = sqrt(1.0f - cosTheta);
   
    return mul(float3(cos(phi) * sinTheta, sin(phi) * sinTheta, cosTheta), GetTangentSpace(normal));
}


float3 FresnelSchlick(float3 F0, float VdotH) {
    return F0 + (1.0f - F0) * pow(1.0 - VdotH, 5.0);
}

float GGX_PartialGeometry(float NdotX, float alpha) {
    const float aa = alpha * alpha;
    return 2.0 * NdotX / (NdotX + sqrt(aa + (1.0 - aa) * (NdotX * NdotX)));
}


float GGX_Distribution(float NdotH, float alpha) {
    const float aa = alpha * alpha;
    const float f = (NdotH * aa - NdotH) * NdotH + 1.0;
    return aa / (M_PI * f * f);
}

//Рачет освещения
    
        const float3 N = event.Normal;
        const float3 V = event.View;
        const float3 L = SampleHemisphere(event.Normal, rng);
        const float3 H = normalize(V + L);

        const float NdotL = saturate(dot(N, L));
        const float NdotV = saturate(dot(N, V));
        const float NdotH = dot(N, H);
        const float HdotV = dot(N, V);



        const float  G = GGX_PartialGeometry(NdotV, event.Alpha) * GGX_PartialGeometry(NdotL, event.Alpha);
        const float  D = GGX_Distribution(NdotH, event.Alpha);
        const float3 F = FresnelSchlick(event.Specular, HdotV);


        ray.Origin = event.Position; 
        ray.Direction = L;

        const float3 spec = G * D * F * 0.25 / (NdotV + FLT_EPSILON);
        const float3 diff = saturate(1.0f - F);

        energy *= 2 * M_PI *(diff * event.Albedo / M_PI + spec) * NdotL;

Suslik
Модератор

#39
10:54, 28 апр. 2019

IBets
нет уж, спасибо, я лучше сам все формулы аккуратно выведу.

Suslik
Модератор

#40
(Правка: 20:30) 20:29, 28 апр. 2019

моя реализация:

всё равно немного напортачил с нормализацией при преломлении через microsurface distribution, поэтому высокий roughness немного неправильно считается .__.

IBets
Постоялец

#41
(Правка: 23:32) 22:58, 28 апр. 2019

Suslik
Как запилить important sampling? А именно как объединить specular и diffuse.

Suslik
Модератор

#42
3:47, 29 апр. 2019

IBets
> Как запилить important sampling? А именно как объединить specular и diffuse.
это ж самый интересный вопрос. в том пейпере от самсунга предлагается стохастическая модель, в которой луч рандомно либо отражается от поверхности по закону BRDF, либо рассеивается в объёме. я считаю их подход идеологически неверным, так как в нём слишком много свободных констант. в моём подходе свободных констант вообще нет.

я считаю, что в каждой точке пространства существует распределение микроповерхностей, при этом вероятность луча отразиться от них определяется исключительно разностью коэффициентов преломления и формулой Френеля. то есть я считаю коэф. преломления по одну сторону микроповерхности и по другую, отсюда, зная нормаль микроповерхности, можно посчитать вероятность луча отразиться от неё и преломиться. каждый луч в каждой точке либо преломляется, либо отражается — это позволяет избавиться сразу от двух волшебных констант, которые используются у самсунга.

далее вне зависимости от того, преломился луч или отразился, я также считаю его рассеивание по стандартной модели, где он рассиеивается с экспоненциально увеличивающейся вероятностью в случайном направлении.

в итоге у меня диффузного цвета в смысле ламберта вообще нету, вместо этого диффузный цвет моделируется напрямую через подповерхностное рассеивание (что он и призван аппроксимировать).

IBets
Постоялец

#43
(Правка: 15:33) 15:33, 29 апр. 2019

Suslik
Начал проверять и выяснилось что спекуляру плохо. По краям видно что плохо похоже френелю. Или так должно быть?
uniform sampling
591,4698-11442 | Path tracer
importance sampling
671,1006-3195 | Path tracer

Suslik
Модератор

#44
16:30, 29 апр. 2019

IBets
на таком высоком glossiness вообще importance sampling должен всегда выдавать угол падения, равный углу отражения и вес = 1, это очень легко отладить и проверить. проблемы начинаются на низком glossiness (высоком roughness), когда в дело вступают веса при importance выборках. я не берусь сказать, где у тебя баг, но оба варианта, разумеется, должны сходиться к одному и тому же.