RENDER ZONE

http://www.ontmoeting.nl/renderzone/

homepage

 

Render vergelijking

de basis van elk renderprogramma

met Jim Kajiya als middelpunt


De bekende render integraalvergelijking uit 1986

Het is de formule die gebaseerd is op natuurkundige wetten (Physically based). Waarbij de totale uitgaande straling bij een bepaald punt x wordt weergegeven als de som van uitgestraalde straling plus de gereflecteerde straling. De natuurkundige grondslag van deze formule bestaat er uit dat er altijd het behoud van energie (licht is ook energie) moet zijn. Ook wel Energy conservation genoemd.

David Immel en anderen plus James Kajiya introduceerden deze formule in 1986. In 2016 proberen de meeste renderprogramma's om deze formule zo netjes mogelijk toe te passen in hun eigen render Engine. Jim werkte ook aan een verbetering en uitleg van de Monte-Carlo Markov Chain vergelijkingen om een betere render kwaliteit te verkrijgen.

ACM SIGGRAPH is a thriving international organization. Everybody who shares ACM SIGGRAPH's love for computer graphics and interactive techniques is warmly invited to join ACM SIGGRAPH and attend SIGGRAPH or SIGGRAPH Asia.

Wilt u ook lid worden? http://www.siggraph.org/participate/membership

 

 

De standaard render vergelijking (The Rendering Equation ACM SIGGRAPH 1986). Gebaseerd op Radiosity vergelijking en Pixar's Distriuted Ray Tracing techniek. Naar de gelijknamige Kajiya-SIG86-p143.pdf.

Wat er aan energie de halve bol ingaat, zal er ook weer uitgestraald moeten worden. Er dient evenwicht te zijn bij een echt natuurkundig gebaseerd renderprogramma.

Jim Kajiya in zijn kantoor bij Microsoft Research in 2009. Hij is een pionier op het gebied van computer graphics (CG). Studeerde aan de Universiteit van Utah (1979) en was professor aan de Caltech van 1979 tot 1994. Daarna trad hij in dienst bij Microsoft Research.

Figuur 2 (page 6-2) uit de Zimmerman rapport uit 1998 (Indiana University) . Relation between area and solid angle on a sphere.

https://www.cs.princeton.edu/courses/archive/fall10/cos526/papers/zimmerman98.pdf

 

Utah Technology Council (UTC) 2006 Hall of Fame Inductee - Jim Kajiya

Geupload op 22 jul. 2009

https://youtu.be/G_5cMfJKhF0


David Evans was de oprichter van de Computer Science afdeling aan de Universiteit van Utah en medeoprichter van Evans & Sutherland. Jim zwaait hem alle lof toe in onderstaande film.

http://www.nytimes.com/1998/10/12/business/david-evans-pioneer-in-computer-graphics-dies-at-74.html

 

8th Annual UTC Hall of Fame - Jim Kajiya Acceptance Speech

Utah Technology Council

Gepubliceerd op 8 sep. 2014

An Academy Award winner, Jim Kajiya began his career as a hardware designer. He worked for Quad Eight Electronics where he designed automated mix-down equipment and SMPTE time-code synchronizers. He then joined Evans and Sutherland as the project engineer for its frame buffer the first commercially-available random access frame buffer.

https://youtu.be/p-9NSik8Ed4


Solving the rendering equation for any given scene is the primary challenge in realistic rendering. One approach to solving the equation is based on finite element methods, leading to the radiosity algorithm. Another approach using Monte Carlo methods has led to many different algorithms including path tracing, photon mapping, and Metropolis light transport, among others.

https://en.wikipedia.org/wiki/Rendering_equation

L0 de totale spectrale straling bij een bepaalde golflengte.

Le de uitgestraalde spectrale straling.

Li de spectrale straling bij een bepaalde golflengte, die naar binnen komt

fr de bi-directionele reflectie distributie functie

cos phi i is de verzwakkingsfactor van de straling ten gevolgde van de invallende hoek, hier met omega (radialen per seconde) weergegeven.

 

 

Jim Kajiya is ook diegene die How to Get Your SIGGRAPH Paper Rejected (PDF) schreef in 1993. Waarbij hij verslag doet van het onbegrip van de organisatie om ondermeer zijn verslagen/onderzoeksresultaten goed te keuren. Een deel tengevolge van de snelheid (een kleine 10 maanden voor de volgende Siggraph er is) en een deel tengevolge van een verschil in inzicht over de kwaliteit van de onderzoeksresultaten. Jim vertelt dat in een snel vooruitgaande grafische wereld, waar elke week wel kleine doorbraken en onderzoeksresultaten te melden zijn, het onmogelijk is om binnen een jaar weer met een volledig uitontwikkeld resultaat op te proppen te komen. Hij pleit dan ook voor een grotere spreiding in de toelating van de onderwerpen, waarbij deelonderzoeken of onderzoeken in een bepaald specialisme ook aan de beurt zouden moeten kunnen komen. Op het gebied van Ray Tracing zijn daardoor 10 keer zoveel verslagen in het verleden niet toegelaten tot de SIGGRAPH conferenties.

 

Wierp dat vruchten af?

Siggraph is inderdaad veel breder geworden, waarbij het onderwerp renderen soms met een lichtje te zoeken is. Jim Kajiya ontving in 2011 de Steven Anson Coons Award voor zijn technische bijdragen op het gebied van computer graphics en rendering.

http://www.siggraph.org/participate/awards/2011-coons-award


LINK GOOGLE BOOKS

deel uit boek CSCI 480 Computer Graphics, over deze render vergelijking.

 

Render formule van Kurt Zimmerman, Indiana University (PDF)

https://www.cs.princeton.edu/courses/archive/fall10/cos526/papers/zimmerman98.pdf

 


Bekende wiskundige trucjes om acceptabele rendertijden te krijgen (maar ten koste van de foto realistische weergave):

- Markov Chains

- Importance Sampling

- Photon Mapping

- Irradiance Caching

- Monte Carlo / Quasi Monte Carlo techniques

- Adaptive rendering (use computing power only on perceivable effects)

- Spherical harmonics

- en veel andere trucs

Indien één of meerdere van deze trucs in de specificaties van uw render programma worden genoemd, dan kunt u er redelijk zeker van zijn dat de eerder aangeprijsde fotorealistische natuurkundige gebaseerde weergave voor een deel ongedaan wordt gemaakt.

 

Hybride Radiosity Monte Carlo Methoden van Peter Shirley

https://www.cs.utah.edu/~shirley/papers/mc94.pdf

 

Algemeen artikel over de kunst van het renderen

https://www.fxguide.com/featured/the-art-of-rendering/

 

Rendering is always an exercise in managing how much computer power you are willing to devote to simulating reality - that cost is expressed in both dollars and time.

 

Met daarbij de opsomming van een aantal renderprogramma's.

 

Jaartallen Graphics bibliographic database

Computer Graphics

http://www.bmsc.washington.edu/people/merritt/graphics/graphics_bib.txt

 

James T. Kajiya
TITLE = "Toward a Mathematical Theory of Perception",
SCHOOL = "University of Utah",
YEAR = 1979
 
James T. Kajiya
TITLE = "Ray Tracing Parametric Patches",
JOURNAL = CG,
VOLUME = 16,
NUMBER = 3,
MONTH = Jul,
YEAR = 1982,
PAGES = "245--254"
 
James T. Kajiya
TITLE = "New techniques for ray tracing procedurally defined objects",
JOURNAL = TOG,
VOLUME = 2,
NUMBER = 3,
MONTH = Jul,
YEAR = 1983,
PAGES = "161--181"
 
James T. Kajiya and Brian P. {Von Herzen}
TITLE = "Ray Tracing Volume Densities",
JOURNAL = CG,
VOLUME = 18,
NUMBER = 3,
MONTH = Jul,
YEAR = 1984,
PAGES = "165--173"
 
James T. Kajiya
TITLE = "The Rendering Equation",
JOURNAL = CG,
VOLUME = 20,
NUMBER = 4,
MONTH = Aug,
YEAR = 1986,
PAGES = "143--150"
 
James T. Kajiya and Timothy L. Kay
TITLE = "Rendering Fur with Three Dimensional Textures",
JOURNAL = CG,
VOLUME = 23,
NUMBER = 3,
MONTH = Jul,
YEAR = 1989,
PAGES = "271--280"
 
James T. Kajiya
TITLE = "Radiometry and Photometry for Computer Graphics",
BOOKTITLE = "Advanced Topics in Ray Tracing, SIGGRAPH 90 Course Notes",
MONTH = Aug,
YEAR = 1990,
VOLUME = 24,


homepage

omhoog