Photorealistisches Rendering in VR Umgebungen unter Benutzung von BRDFs und Photon Mapping auf Graphik Hardware

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Beschleunigung globaler Beleuchtungsalgorithmen durch die GPU. Insbesondere wird evaluiert, inwieweit die GPU dazu geeignet ist, globale Beleuchtung für VR Umgebungen nutzbar zu machen. Zu diesem Zweck ist ein vollständig auf der GPU laufender Ray Tracer implementiert worden. Dieser wurde dann um Photon Mapping erweitert. Da die GPU jedoch durch das Ray Tracing bereits stark beansprucht war, wurde das Photon Mapping nicht auf der GPU implementiert, sondern in einen auf der CPU laufenden Preprozess ausgelagert. Dazu wurde jedes Objekt der Szene mit einer Textur (der Light Map) versehen. Für jedes Texel dieser Light Map wurde die diffuse indirekte Beleuchtung durch klassisches Photon Mapping berechnet und in diesem Texel gespeichert. Die im Preprozess erstellten Light Maps wurden danach beim Rendering zu den durch Ray Tracing ermittelten Beleuchtungswerten addiert. Auf diese Weise lassen sich Effekte wie Caustics und Color Bleeding erfassen. Ferner wird der Einfluss von BRDFs auf die Geschwindigkeit des Ray Tracers untersucht und ein kurzer Ausblick darauf gegeben, wie Multi-Threading benutzt werden kann, um Arbeit zwischen GPU und CPU zu verteilen.