Path Tracing in 5 minutes

Transcript

1. Path Tracing in 5 minutes シングルファイルで拡張しやすいパストレーサーを作る @yumcyawiz 2020/08/15 OSK 夏休み

   LT 会 2020

2. Intro 「レイトレ」してみたいなあ 「レイトレすごい！ 」 「時代はレイトレーシング」 最近こんな言葉をよく聞く気がします 1

3. Intro でも・ ・ ・ 「レイトレしてみたいけど難しそう」 「C++ よくわからん」 レイトレしたくても参入障壁は大きいようです 2

4. Intro そこで今回は見るだけで C++ でレイトレーサーを書いた気持ちにな れる LT をします 3

5. Goal 後で拡張しやすいパストレーサーをシングルファイルで作る Figure 1: 今回のレンダラーで出た絵 4

6. Project Setup

7. Project Setup 今回使うのは • C++17 • CMake • OpenMP 5

8. CMake Figure 2: CMakeLists.txt 6

9. Build Figure 3: Build の様子 7

10. Coding

11. Vec3 Vec3 は 3 次元ベクトルを表すクラス 8

12. Ray Ray は始点 (Vec3) と方向 (Vec3) を持つ Figure 5: Ray

    Class 9

13. RNG PCG32 を使って乱数生成 Figure 6: PCG32 Random Number Generator 10

14. Sampler 乱数生成器のラッパー Figure 7: Sampler Class 11

15. Film カメラのフィルム (画像) を表すクラス Figure 8: Film Class 12

16. Film PPM 出力部分 Figure 9: Film Class 13

17. Camera レイを生成するところ ピンホールカメラモデル Figure 10: Camera Class 14

18. Material 物体表面の反射特性を表すクラス レイを反射させる役割を持つ Figure 11: Material Class 15

19. Light 光源を表現するクラス Figure 12: Light Class 16

20. IntersectInfo 交差計算の結果を表現する構造体 Figure 13: IntersectInfo Struct 17

21. Shape 物体の形を表現する抽象クラス Figure 14: Shape Class 18

22. Sphere 球体を表現するクラス Figure 15: Sphere Class 19

23. Plane 平面を表現するクラス Figure 16: Plane Class 20

24. Primitive 物体を表現するクラス Material, Light, Shape を一緒に持つ Figure 17: Primitive Class

    21

25. Sky 空の色を表現するクラス Figure 18: Sky Class 22

26. Scene シーンを表現するクラス カメラ, 物体集合, 空を一緒に持つ Figure 19: Scene Class 23

27. Integrator レイの持つ放射輝度を計算する パストレ Figure 20: Integrator Class 24

28. Renderer レンダリングを行う部分 Figure 21: Renderer Class 25

29. main main 関数 Figure 22: main 関数 26

30. Rendering

31. Test Scene Figure 23: Test Scene 27

32. CornellBox Scene Figure 24: Cornell Box 28