Distributed Ray Tracing v rozumném čase

Abstract

Práce se zabývá zobrazovací metodou distribuovaného sledování paprsku se zaměřením na optimalizace této metody. Metoda poskytuje generování velmi kvalitních a částečně realistických obrazů pomocí simulace některých vlastností světla distribucí světelných paprsků. Daní za realističnost některých efektů je i v dnešní době vysoká výpočetní náročnost. Práce rozebírá teorii a problematiku s tím spojenou. Velký prostor je pak věnovaný optimalizacím této metody jako je hledání nejbližšího průsečíku pomocí kd-stromu, kvazi náhodné generování vzorků s rychlejší konvergencí, použití instrukční sady SSE a rychlý průsečík paprsku s trojúhelníkem. Tyto optimalizace přinesly značné urychlení. V rámci práce jsou diskutované metody naimplementovány. Při implementaci se klade také důraz na praktickou použitelnost zahrnující generování pokročilejších animací a univerzální popis objektů.This thesis deals with the method of distributed ray tracing focusing on optimalization of this method. The method uses simulation of some attributes of light by distributing rays of lights and it produces high quality and partly realistic images. The price for realitic effects is the high computational complexity of the method. The thesis analysis the theory connected with these aspects. A large part describes optimalizations of this method, i.e. searching for the nearest triangle intersection using kd-trees, quasi random sampling with faster convergence, the use of SSE instruction set and fast ray - triangle intersection. These optimalizations brought a noticable speed - up. The thesis includes description of implementation of these techniques. The implementation itself emphasises the practical usability including generating some advanced animations and universal description of objects.