Эффективное вычисление оптимальных весов множественной выборки по значимости в двунаправленной трассировке лучей с фотонными картами

Двунаправленная стохастическая трассировка лучей (и, в частности, с использованием фотонных карт) является широко известным методом в реалистичной компьютерной графике. Однако его результаты зашумлены, как и у всех стохастических методов, что явно видно на изображении. Подход, называемый множественной выборки по значимости, позволяет значительно снизить шум при правильной выборке используемых весов. В работе решена ограниченная задача оптимизации весов для смешивания двух стратегий, определяемых количеством диффузных рассеяний луча из камеры. Оптимальные веса, минимизирующие шум, подчиняются интегральному уравнению, допускающему решение в замкнутой форме, и мы приводим численный метод вычисления его членов. Он основан на интегрировании по методу Монте-Карло и стохастической трассировке лучей. Получаемые таким образом веса продемонстрировали реальное снижение шума. Приведены результаты и их анализ для тестовой сцены.