Spherical Q2-tree for Sampling Dynamic Environment Sequences

by syoyo

Liang Wan, Tien-Tsin Wong and Chi-Sing Leung,
Spherical Q2-tree for Sampling Dynamic Environment
Sequences
in Proceedings of Eurographics
Symposium on Rendering 2005
http://www.cse.cuhk.edu.hk/~ttwong/papers/q2tree/q2tree.html

動的環境マップにも対応して時間軸でのポッピングを軽減し、かつサンプル点の生成が効率よく行える手法のようです。

abstract と video しかまだ見ていませんが、サンプルの生成は、まず球面をいくつかの四角形で構成された fish view
と呼ばれる 2D 平面に展開し、あとはおのおのの四角形を再帰的に分割していくことでインポータンスサンプリングを行うようです。

時間軸でも照明のポッピングが少なく、また静的シーンでも既存手法と品質はほぼ変わらず、
かつサンプル点の生成にはほどんど時間がかからないといういいところいっぱいの手法のことです。今年の Wavelet Importance
Samping と並び、HDRI 環境マップからの効率的なインポータンスサンプリングに関する興味深い論文のひとつとなりそうです。

Abstract 日本語訳

環境マップをサンプリングする既存の手法では、動的に環境マップが変化する場合というのはほとんど考慮されてきていませんでした。

既存手法で動的環境マップのシーケンスに対して生成されたサンプリングパターンは、時間的な照明の一貫性を保持しないこともあり、
波立つ(choppy)ようなアニメーションになってしまうこともあります。

本論文では、この一貫性の問題を解決する、球面 Q2-tree(spherial Q2-tree)という新しいアプローチを提案します。

提案する手法は局所的で適応的な性質を持ち、時間軸で生成されるサンプリングパターンは急に変化しないように抑制されます。

したがって、なめらかで一貫した照光処理を可能にします。

球面をシンプルな曲線方程式で分割することにより、四辺形を基本とした四分木(quadtree)を構築します。

Q2-tree はインポータンスのメトリックに応じて環境マップを適応的にサンプルし、
食い違い量が低い(low-discrepancy)サンプリングパターンを生成することが可能になります。
時間のかかる緩和処理(relaxation)などは必要ありません。

動的なシーケンスのサンプリングパターンは、範囲総和テーブル(summed area table)を用い、
また後続のフレームのコヒーレンスを利用することですばやく生成されれます。

われわれの実験結果では、静的な環境マップに対する本手法のサンプリングパターンのレンダリングの品質は、既存手法とほぼ同等でした。

しかし、本手法は動的環境マップのよりなめらかで一貫したアニメーションシーケンスを生成し、
またサンプルの数は時間軸で一定に保つことができます。

最近は spherical code などの、球面上のサンプリングパターンやら性質などに興味が湧いていたので、
今回のこの論文が目に止まりました。一見、球面は非常に単純そうに見えますが、2D 球面でさえ、
じつはとてつもなく奥深い性質や未解決の問題が存在するとのことです。球面調和関数もこの球面上の性質の問題として取りあつかうことができます。

Advertisements