GPU-Acceleratie van Metropolis Light Transport

Abstract

Lichttransport is een concept dat de algemene beweging van licht in een scène beschrijft. Ray tracing is een manier om lichttransport te simuleren. Typisch worden algoritmes zoals Path Tracing of Bi-Directional Path Tracing gebruikt om dit te verwezen- lijken. Om goede resultaten te bekomen met behulp van deze methodes, is het nodig om een groot aantal samples te nemen, wat resulteert in een zeer computationeel en tijdsintensief proces. In recente jaren is het echter steeds praktischer geworden om ray tracing algoritmes uit te voeren op GPU’s. Dit komt door toegenomen rekenkracht en specifiek hardware voor ray tracing. Typisch wordt Path Tracing geı̈mplementeerd op GPU’s door de relatief eenvoudige aard van het algoritme. Metropolis Light Transport (MLT) is een algoritme dat, net zoals Path Tracing en Bi-Directional Path Tracing, lichttransport simuleert. Het verschil is dat MLT probeert op een slimme manier samples te nemen door deze te nemen op plaatsen waar de meeste bijdrage aan de uiteindelijke afbeelding wordt geleverd. MLT wordt daarom gebruikt om moeilijkere scènes te renderen, bijvoorbeeld scènes met indirecte belichting, caustics of glanzende opper- vlakken. In deze thesis wordt de combinatie van Metropolis Light Transport en ray tracing op GPU’s onderzocht. Er wordt een implementatie gemaakt van het MLT algoritme voor uitvoer op GPU’s. Deze implementatie wordt geëvalueerd op verschillende scènes en vergeleken met een CPU-implementatie van MLT.