При затенении точки на непрозрачной поверхности необходимо собрать поступающий свет и взвесить его с помощью функции распределения коэффициента отражения (BRDF) материала.
Наивный подход заключается в равномерном распределении образцов по полушарию и одинаковом зондировании всех направлений для входящего света. Это называется равномерной выборкой (рис. 1). Хотя это работает в большинстве случаев, может потребоваться много времени для достижения правильного результата.
Рисунок 1: Равномерная выборка на полушарии
Чтобы ускорить процесс, давайте рассмотрим свойства рассматриваемой поверхности. Диффузная поверхность должна учитывать свет со всех сторон на полушарии, где свет от плоских углов оказывает меньшее влияние. Идеальное зеркало требует только одного направления в соответствии с законом отражения. Выборка важности принимает это во внимание и распределяет образцы, где свет, как ожидают, будет иметь большее влияние, судя по BRDF. Для диффузной поверхности будет использоваться косинусная выборка (рис. 2), что приведет к меньшему количеству выборок под плоскими углами, которые предположительно оказывают меньшее влияние. Для идеального зеркала снимается только один луч, потому что все остальные направления в любом случае имеют нулевое влияние.
Рисунок 2: Выборка косинуса в полушарии
Теперь BRDF - не единственное, что можно принять во внимание. Когда вы знаете источники света с высокой интенсивностью, часто желательно направлять больше лучей к этим источникам света, поскольку эти направления, по-видимому, оказывают большее влияние на результат (то есть с этих направлений поступает больше света). Идея объединить стратегии выборки различной важности в одну называется выборкой множественной важности . Эта техника не ограничивается приведенным примером известных источников света BRDF +, но может использоваться с любым разумным эвристическим подходом, который вы можете придумать.
Изображения были получены с использованием точек Хаммерсли Хольгера Даммерца на полушарии .
