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RAY TRACING MONTE CARLO INTEGRATION AND PHYSICALLY BASED RENDERING

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RAY TRACINGとは?

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RAY TRACINGとは? • Ray Tracingは写実的なCGを生成するための計算方法

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No content

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写真じゃなくてCGだよ！！

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コンピューターで現実のようにリアルな画像が生成できる

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美しいガラス玉

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大気の色のシミュレーション

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魚眼カメラのようにすることも可能

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一眼レフで撮ったようなボケ味の効いた写真、ではなくCG！

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Ray班に入るとこんなリアルなCGが自分の書いたプログラムで生成できる！

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どんなところで使われてるの？

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映画(トイストーリー、トランスフォーマーなど)

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映画(トイストーリー、トランスフォーマーなど) 全てRayTracingで計算されている！！

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光学機器設計(カメラのレンズの設計)

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光学機器設計(カメラのレンズの設計) RayTracingで光の屈折を計算する

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光学シミュレーション

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光に関することは大体Ray Tracingで計算できる！！

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画像を作る仕組み

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視点 スクリーン 物体

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視点 スクリーン 物体 画素に向けてレイを飛ばす レイ

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視点 スクリーン 物体 レイが何にも当たらないので色をつけない

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視点 スクリーン 物体 レイが緑色の物体に当たった

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視点 スクリーン 物体 緑色を画素に書き込む

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視点 スクリーン 物体 この操作を全画素に渡って繰り返す

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スクリーン 物体 最終的な画像が得られる 視点

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リアルなCGを作るには?

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リアルなCGを作るには? • レイを飛ばした先から飛んでくる光の強さが計算できればOK

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リアルなCGを作るには? • レイを飛ばした先から飛んでくる光の強さが計算できればOK

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リアルなCGを作るには? • レイを飛ばした先から飛んでくる光の強さが計算できればOK ？

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入ってくる光はどこかで反射したもの

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反射光 入射光

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入ってくる光は？ ？

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入ってくる光もどこかで反射したもの

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入ってくる光もどこかで反射したもの ？

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入ってくる光もどこかで反射したもの

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反射を再帰的に追跡していく

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実際にはあらゆる方向から光が入って反射する

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一方向だけをランダムに選ぶ

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一方向だけをランダムに選ぶ

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光を追跡する

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一方向をランダムに選ぶ

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光を追跡する

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これを何回も繰り返す

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RGB(0, 110, 255) 何回も繰り返して平均を取れば計算できる！！

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繰り返し回数が少ないとノイズが多くなる

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反射1回 反射をどこまで追いかけるのかも重要

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反射2回

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反射3回

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反射4回

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プログラミング • C++という言語を用いてプログラムを書いていく

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プログラミング • C++という言語を用いてプログラムを書いていく • オブジェクト志向プログラミングという方法で全体のプログラムを作っていく

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Vec3クラス

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プログラミング • C++という言語を用いてプログラムを書いていく • オブジェクト志向プログラミングという方法で全体のプログラムを作っていく • 途中まで競プロ班と一緒にC++班として活動します

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Ray班に入って一緒にレイトレしようぜ！！！

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ご清聴ありがとうございました