渲染中的前沿技术

高级光线传播

1. 无偏的光线传播(unbiased):
   1. 双向路径追踪，BDPT: 当从相机发出光线，不容易直接到达光源的时候，BDPT就非常合适，可以从光源打出一条光线子路径，再将其与从相机发出的光线子路径连接起来，实现起来困难，而且很慢
   2. metropolis光线传播，MLT: 马尔可夫链，给定一条路径可以生成与其相似的路径，特别适合做复杂的光路传播，但很难去估计合适收敛，合适没有噪声；因为都是局部的，各自渲染各自的，所以最终渲染的结果看起来比较脏；不能用来渲染动画
2. 有偏的光线传播(biased):
   1. 光子映射，photon mapping: 特别适合处理SDS，以及caustics
      1. step1: 从光源辐射出光子，该反射的反射，当遇到diffuse物体的时候，停下来
      2. step2: 从摄像机发出光线子路径，该反射的反射，当遇到diffuse物体的时候，停下来
      3. step3: 局部密度估计，光子分布越集中，则越亮。取任意着色点，找出周围最近的N个光子，N个光子占据的面积S，光子密度 = N / S，如果N比较小，噪声会很大，如果N过大，会模糊。为什么是有偏的？光子密度的计算，理论上应该是在光子周围取极小的面积，但此处计算，面积并非极小，N / S != dN / dS
      4. 如果N较大，则S越小，S会越接近dS
   2. 结合光子映射与双向路径追踪，VCM
3. 实时辐射度算法(Instant radiosity): VPL，已经被照亮的面，我们把它当做是光源，不适合用作光源极近的情况，也不适合用作glossy物体
4. 蒙特卡罗积分中有偏和无偏
   1. 无偏: 无论多少次采样，期望值永远是正确的。虽然是有模糊的，但只要样本足够多，一定会收敛到正确的结果
   2. 有偏: 非无偏，但有一种特殊情况，采样次数趋近于无穷大的时候，期望值收敛到正确值。得到的结果一定模糊

高级外观建模

1. 非表面模型:
   1. 散射介质: 雾，云，光线在传播过程中被吸收或者被散射，有phase function定义如何散射
   2. 头发，动物毛发: 双层圆柱模型
   3. 颗粒材质(granular material): 沙子
2. 表面模型:
   1. 半透明(translucent material): 玉石，水母，次表面散射，BSSRDF规定了光线从某一点进去，可以从任意其他点出来，diapol模拟
   2. 布料: 一系列缠绕的纤维，经过一次缠绕可以形成不同的股，不同的股再次缠绕会形成不同的线，然后被织成布料。
      1. 将布料当成散射介质来渲染
      2. 将布料当头发渲染
   3. 有细节度材质: 真实世界里车体表面清漆会与空气中的颗粒物摩擦导致划痕

程序化生成外观

1. noise函数，定义在空间中，二值化