Bibliographic Metadata

Title
Spectral mipmapping / von Christian Niederreiter
AuthorNiederreiter, Christian
CensorPurgathofer, Werner ; Weidlich, Andrea
Published2011
Description93 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2011
Annotation
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Realistic Image Synthesis / Global Illumination / Spektralfarben / Wahrnehmung / Compileroptimierung / Vektoroperationen
Keywords (EN)realistic image synthesis / global illumination / spectral colors / perception / compiler optimization / vector operations
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-41776 Persistent Identifier (URN)
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Spectral mipmapping [3.15 mb]
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Abstract (German)

Die Fähigkeit zur Berechnung von Bildern unter Verwendung spektraler Farbrepräsentationen bei Programmen zur Abbildung global beleuchteter virtueller Szenen ist noch immer verbesserungsbedürftig, haupts ächlich betreffend die Berechnungsgeschwindigkeit. Dies ist ein Grund weshalb viele Modellierungsprogramme auf dreikomponentenbasierte Farbrepräsentation wie etwa RGB fokussiert sind. Spektrale Farbrepräsentationen sind die Basis für ein farblich realististisches Erscheinungsbild. Der Hauptnachteil im Vergleich zu dreikomponentenbasierter Farbrechnung (z.B. RGB) besteht im größeren Rechenaufwand aufgrund der gr ̈ßeren Menge zu verarbeitender Information. Die vorliegende Arbeit untersucht vielversprechende Ansätze zur spektralen Farbrepräsentation im Rahmen eines mehrstufigen Modells der spektralen Farbverarbeitung, genannt Spectral Mipmapping, mit dem Schwerpunkt auf der Abstimmung von Zeiteffizienz und Qualität des erzeugten Bildes im Hinblick auf den wahrgenommenen Farbunterschied.

Eine Testimplementierung in einem elementaren, auf Strahlverfolgung basierenden Bildgenerator wird verwendet, um Resultate zu bewerten und Ratschläge für eine passende Optimierung des Quelltexts und eine geeignete spektrale Abtastung zu geben. Der Einfluss von Compileroptimierung und der Verwendung von Vektorbefehlen (anhand von SSE-Befehlen) wird diskutiert.

Abstract (English)

Full-spectral color rendering capability of global illumination renderers is still in need of improvement, particularly regarding performance, which is a reason why many modelling programs for global illumination are focused on three-component based color representation (e.g. RGB). Full-spectral color representations are the basis for realistic color appearance in realistic image synthesis. Currently, if compared to common three-component rendering, the major disadvantage of fullspectral rendering comes from higher computation costs because of the greater amount of processed information. This thesis investigates promising approaches of spectral color representation in the context of a multi-level color rendering model called Spectral Mipmapping, focused on the trade-off between time-efficiency and resulting image quality in terms of perceived color difference. A test implementation in a basic ray tracing renderer is used to evaluate results and make suggestions concerning appropriate code design optimizations and spectral sampling strategies. The influence of compiler optimization and vector instruction use (based on SSE instructions) is discussed.