Path Tracing in 5 minutes

Slide for OSK Summer 2020 Lightning Talk.
Code is available at https://github.com/yumcyaWiz/pathtracing_in_5minutes
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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
   

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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
   

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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
   

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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
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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
   

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6. Project Setup
   

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7. Project Setup
   今回使うのは
   • C++17
   • CMake
   • OpenMP
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8. CMake
   Figure 2: CMakeLists.txt
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9. Build
   Figure 3: Build の様子 7
   

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10. Coding
    

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11. Vec3
    Vec3 は 3 次元ベクトルを表すクラス
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12. Ray
    Ray は始点 (Vec3) と方向 (Vec3) を持つ
    Figure 5: Ray Class
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13. RNG
    PCG32 を使って乱数生成
    Figure 6: PCG32 Random Number Generator
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14. Sampler
    乱数生成器のラッパー
    Figure 7: Sampler Class
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15. Film
    カメラのフィルム (画像) を表すクラス
    Figure 8: Film Class
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16. Film
    PPM 出力部分
    Figure 9: Film Class
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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
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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
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19. Light
    光源を表現するクラス
    Figure 12: Light Class
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20. IntersectInfo
    交差計算の結果を表現する構造体
    Figure 13: IntersectInfo Struct
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21. Shape
    物体の形を表現する抽象クラス
    Figure 14: Shape Class
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22. Sphere
    球体を表現するクラス
    Figure 15: Sphere Class
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23. Plane
    平面を表現するクラス
    Figure 16: Plane Class
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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
    

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25. Sky
    空の色を表現するクラス
    Figure 18: Sky Class
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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
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27. Integrator
    レイの持つ放射輝度を計算する
    パストレ
    Figure 20: Integrator Class
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28. Renderer
    レンダリングを行う部分
    Figure 21: Renderer Class
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29. main
    main 関数
    Figure 22: main 関数
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30. Rendering
    

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31. Test Scene
    Figure 23: Test Scene
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32. CornellBox Scene
    Figure 24: Cornell Box
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