تتبع المسار

فيلم قصير من إنتاج مؤسسة بلندر بعنوان "تشارج " (2022) تم عرضه باستخدام تقنية تتبع المسار.

تتبع المسار هو خوارزمية عرض في رسومات الحاسوب تحاكي كيفية تفاعل الضوء مع الأجسام والوسائط المشاركة لتوليد صور واقعية ( مقبولة فيزيائيًا ) . وهو يعتمد على خوارزميات تتبع الأشعة السابقة والأكثر محدودية .

تُستخدم تقنية تتبع المسار لإنشاء صور واقعية لأغراض فنية، ولتطبيقات مثل التصميم المعماري وتصميم المنتجات . كما تُستخدم أيضًا لإنتاج إطارات أفلام الرسوم المتحركة ، والمؤثرات البصرية للأفلام والتلفزيون. ونظرًا لدقتها العالية وموضوعيتها ، تُستخدم عادةً لإنشاء صور مرجعية عند اختبار جودة خوارزميات العرض الأخرى .

تستخدم هذه التقنية طريقة مونت كارلو لحساب تقديرات الإضاءة الكلية ومحاكاة كيفية انعكاس (أو تشتيت) ونقل وامتصاص وانبعاث الضوء من المواد المختلفة. ويمكنها أن تتضمن نمذجة بسيطة لتأثيرات فتحة العدسة والعدسة ( عمق المجال ، وتأثير البوكيه ) وسرعة الغالق ( ضبابية الحركة )، أو محاكاة أكثر واقعية للمكونات البصرية في الكاميرا .

تعتمد الخوارزمية على وصف الإضاءة في المشهد باستخدام معادلة العرض ، أو معادلة نقل الضوء ، وإيجاد حل تقريبي باستخدام تكامل مونت كارلو . يمكن أن تكون نسخة غير فعالة (لكنها دقيقة) من الخوارزمية بسيطة للغاية، وتتضمن تتبع شعاع من الكاميرا، والسماح لهذا الشعاع بالارتداد في اتجاهات عشوائية عند اصطدامه بأجسام مختلفة في المشهد، وحساب كمية الضوء المنتقل على طول المسار إلى الكاميرا كلما صادف مصدر ضوء. تُكرر هذه العملية عدة مرات لكل بكسل (يُطلق على كل تكرار، مع المسار المُولّد والضوء المنتقل، اسم عينة )، ويتم حساب متوسط النتائج. أحد الاختلافات الرئيسية بين هذه الخوارزمية وتتبع الأشعة القياسي هو أنه يتم تتبع مسار واحد غير متفرع في كل مرة، بينما يقوم تتبع الأشعة "على طريقة ويتد" أو "على طريقة كوك" بأخذ عينات متكررة من المسارات المتفرعة (على سبيل المثال، عندما ينعكس الضوء وينكسر بواسطة جسم زجاجي).

تتضمن الإصدارات الأكثر عملية تحسينات مثل طرق شبه مونت كارلو (التقنيات التي توزع العينات بشكل أكثر توازناً)، وأخذ العينات المهمة (أخذ المزيد من عينات المسارات التي من المحتمل أن تنقل المزيد من الضوء)، وتقدير الحدث التالي (السماح بشكل محدود للغاية من التفرع، وأخذ عينات من مسارات إضافية تتصل بالأضواء بشكل مباشر).

نظرًا لأن تتبع المسار يستخدم عينات عشوائية، تظهر بعض التشويشات في الصورة النهائية، والتي تقل كلما زاد عدد العينات المأخوذة. تتطلب الصور عادةً آلاف العينات لكل بكسل لتقليل التشويش إلى مستوى مقبول، ولذا تُستخدم تقنيات إزالة التشويش (مثل تلك القائمة على الشبكات العصبية ). تُصبح إزالة التشويش ضرورية عادةً عند استخدام تتبع المسار في العرض الفوري لألعاب الفيديو ، نظرًا لقلة عدد العينات المتاحة.

طُوِّرت العديد من الخوارزميات البديلة لتتبع المسار، مع أنها لا تتفوق دائمًا على التطبيقات الأبسط. تشمل هذه الخوارزميات تتبع المسار ثنائي الاتجاه (الذي يتتبع المسارات للأمام من مصدر الضوء وللخلف من الكاميرا)، ونقل الضوء في متروبوليس ، وطرق دمج تتبع المسار مع رسم خرائط الفوتونات . غالبًا ما تستخدم ألعاب الفيديو نسخًا متحيزة من تتبع المسار لتحسين الأداء (مثل الحد من عدد الارتدادات في كل مسار). طُوِّرت مجموعة من التقنيات تُسمى ReSTIR ، والتي تُساعد في تتبع المسار في الوقت الفعلي من خلال مشاركة البيانات بين البكسلات المتجاورة والإطارات المتتالية.

تاريخ

كغيرها من طرق تتبع الأشعة ، تعتمد تقنية تتبع المسار على إسقاط الأشعة ، التي استخدمها آرثر أبيل في عرض رسومات الحاسوب في أواخر الستينيات. في عام ١٩٨٠، نشر جون تيرنر ويتد خوارزمية تتبع أشعة تكرارية تسمح بعرض صور لمشاهد تحتوي على أسطح عاكسة وأجسام شفافة عاكسة. في عام ١٩٨٤، وصف كوك وآخرون شكلاً من أشكال تتبع الأشعة يُسمى تتبع الأشعة الموزع ، والذي يستخدم تكامل مونت كارلو لعرض تأثيرات مثل عمق المجال، وضبابية الحركة، والانعكاس من الأسطح الخشنة، وإضاءة المساحات. في العام نفسه، نُشرت طريقة الإشعاعية (وهي ليست طريقة لتتبع الأشعة)، وكانت أول طريقة قائمة على الفيزياء لعرض الإضاءة العالمية المنتشرة . في عام ١٩٨٦، نشر جيم كاجيا ورقة بحثية تستكشف كيفية استخدام تتبع الأشعة الموزع لعرض الإضاءة العالمية القائمة على الفيزياء، وقدمت هذه الورقة أيضًا طريقة "تتبع المسار" وأطلقت عليها هذا الاسم. تم تطوير تقنيات تتبع المسار وغيرها من تقنيات تتبع الأشعة الموزعة بشكل أكبر في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات من القرن الماضي على يد باحثين مثل جيمس أرفو وبيتر شيرلي ، وعلى يد جريج وارد في برنامج راديانس مفتوح المصدر . ^{[ 1 ]}^{: 15.9}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

على الرغم من قدرة تتبع المسار نظريًا على عرض أي نوع من الإضاءة، إلا أن شكله الأصلي قد يكون غير فعال (أو مشوشًا) في بعض الأحيان عند عرض الضوء المنعكس أو المنكسر قبل إضاءة سطح مرئي، بما في ذلك الإضاءة العالمية المنتشرة حيث يدخل الضوء منطقة ما عبر فجوات ضيقة، لأنه يتتبع المسارات من الكاميرا فقط. ولمعالجة هذه المشكلة، نُشرت في عام 1993 من قِبل إريك لافورتون وإيف ويليمز، وفي عام 1997 من قِبل إريك فيتش وليونيداس غيباس، صيغ مختلفة لتتبع المسار تتتبع المسارات من كلٍ من الكاميرا ومصادر الضوء، وتُسمى تتبع المسار ثنائي الاتجاه . وفي عام 1997، نشر فيتش وغيباس أيضًا طريقة بديلة تُسمى نقل الضوء متروبوليس ، والتي تجمع بين تتبع المسار ثنائي الاتجاه وطريقة متروبوليس . وقد وصف فيتش في أطروحته المطولة للدكتوراه كلتا التقنيتين، بالإضافة إلى الخلفية النظرية لتتبع المسار. في وقت لاحق، ساهم كتاب "الرسم القائم على الفيزياء" (الذي فاز بجائزة الأوسكار للإنجاز التقني عام 2014) في إتاحة المعلومات المتعلقة بتتبع المسار على نطاق أوسع. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

يتطلب تتبع المسار تتبع عدد كبير من مسارات الضوء لإنتاج صورة ذات مستوى مقبول بصريًا من التشويش. وقد جعل هذا الأمر تتبع المسار بطيئًا للغاية على أجهزة الكمبيوتر المتوفرة في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، وظل التشويش مشكلة عند محاولة محاكاة أسلوب أفلام الرسوم المتحركة الحاسوبية السابقة. استخدمت معظم أفلام الرسوم المتحركة التي أنتجتها استوديوهات مثل بيكسار حتى عام 2010 تقريبًا، تقنية العرض النقطي ، مع استخدام تتبع الأشعة بشكل انتقائي للانعكاسات (ولاحقًا للإضاءة العالمية المحسوبة مسبقًا أو المخزنة مؤقتًا). ومع ذلك، ازدادت سرعة أجهزة الكمبيوتر بشكل كبير خلال تسعينيات القرن الماضي. وقد كانت استوديوهات بلو سكاي رائدة في استخدام تتبع أشعة مونت كارلو للإضاءة العالمية في الرسوم المتحركة، بما في ذلك الفيلم القصير " باني " عام 1998، لكنها لم تكشف عن التقنيات الدقيقة المستخدمة. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

فيلم "Sprite Fright" القصير (2021) من إنتاج مؤسسة بلندر ، والذي تم عرضه باستخدام تقنية تتبع المسار. واجه الفريق صعوبة في تقليل التشويش في بعض اللقطات، ولجأ أحيانًا إلى استخدام خلفيات مُعالجة مسبقًا ومسقطة على مجسمات ثلاثية الأبعاد. ^[⁵^]

أصبح تتبع المسار أكثر عمليةً في إنتاج الأفلام تدريجيًا في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية. استخدمت شركة سوني بيكتشرز إيماج وركس برنامج أرنولد ، الذي طوره ماركوس فاجاردو، لإنتاج فيلم "بيت الوحش" الطويل ، الذي صدر عام 2006. أعادت شركة بيكسار كتابة برنامج ريندرمان الخاص بها لاستخدام تتبع المسار، وأصدرت أول فيلم روائي طويل بتقنية تتبع المسار، وهو " البحث عن دوري" ، عام 2016. على الرغم من أن تتبع المسار لا يزال يتطلب تكلفة حسابية كبيرة، إلا أن استوديوهات الرسوم المتحركة اكتشفت انخفاض الحاجة إلى العمل البشري عند استخدامه، على سبيل المثال، لأنه لم يعد من الضروري محاكاة الإضاءة العالمية يدويًا. مع ذلك، لا تزال كمية التشويش الموجودة في الصور المتتبعة بالمسار تُسبب صعوبات، خاصةً عند عرض ضبابية الحركة (التي كانت تُستخدم بكثرة في أفلام الرسوم المتحركة السابقة)، ولكن طُوّرت تقنيات لإزالة التشويش لمعالجة هذه المشكلة. كما برزت الحاجة إلى تقنيات جديدة لعرض الشعر والفراء، وللتعامل مع المشاهد الضخمة للغاية التي تتطلبها الأفلام أحيانًا. ^[³^]^[⁴^]^[⁶^]

كانت برامج العرض مثل أرنولد وهايبريون من ديزني تعتمد في الأصل على وحدات المعالجة المركزية فقط ، ولكن مع تطور قدرات وحدات معالجة الرسومات (وإصدار واجهات برمجة التطبيقات مثل CUDA و OpenCL و OptiX )، بدأ الباحثون والمطورون بتكييف الخوارزميات والتطبيقات لاستخدام وحدات معالجة الرسومات. تستطيع وحدات معالجة الرسومات تقليل وقت العرض بشكل كبير؛ فعلى سبيل المثال، يمكن أن يؤدي استخدام وحدة معالجة رسومات متطورة لتسريع أجزاء من كود العرض إلى جعله أسرع بأكثر من 30 مرة من استخدام وحدة معالجة مركزية متطورة فقط. ^{[ 6 ]}^{[ 4 ]}^{[ 7 ]}

وصف

عرّفت ورقة كاجيا البحثية لعام 1986 معادلة تكاملية تكرارية تُسمى معادلة العرض ، والتي تصف شكلاً مبسطاً لانتقال الضوء . ويؤدي استخدام تكامل مونت كارلو للتكامل على الجانب الأيمن من المعادلة بشكل مباشر إلى خوارزمية تتبع المسار: ^{[ 8 ]}

$I(x,x')=g(x,x')\left[\epsilon (x,x')+\int _{S}\rho (x,x',x'')I(x',x'')dx''\right]$

يُعبّر هذا عن $I(x,x')$ ، أي الضوء الواصل إلى النقطة $x$ من النقطة $x'$ ، كحاصل ضرب حد هندسي $g(x,x')$ ، الذي يساوي صفرًا إذا كان هناك ما يحجب الضوء بين النقطتين، وواحدًا فيما عدا ذلك، وكمية الضوء الخارج من النقطة $x'$ والمتجه نحو $x$ . الضوء الخارج من النقطة $x'$ هو مجموع الضوء المنبعث من السطح عند $x'$ ، وتكامل الضوء الواصل إلى $x'$ من جميع النقاط الأخرى في المشهد (مجال التكامل $S$ ) والمنعكس نحو $x$ . يجب أن يأخذ العامل $ρ(x,x',x'')$ ، الذي يحسب مقدار الضوء المنعكس، في الاعتبار زوايا وصول الضوء وخروجه، وخصائص مادة السطح، والتي تُعبّر عنها عادةً بدالة توزيع الانعكاس ثنائي الاتجاه (BRDF) أو دالة توزيع النقل ثنائي الاتجاه (BTDF). ^{[ 8 ]}^{[ 1 ]}^{: 31.13}

تُعرف هذه المعادلة غالبًا باسم معادلة نقل الضوء (LTE)، وتُكتب عادةً باستخدام التكامل على الاتجاهات بدلًا من الأسطح. (في نسخة كاجيا من المعادلة، يضمن الحد الهندسي أن نقطة سطحية واحدة فقط يمكنها المساهمة بالضوء من أي اتجاه مُحدد). يتضمن العرض الفعلي أيضًا معادلة ذات صلة تُسمى معادلة القياس ، والتي تُعبر عن كمية الضوء التي تستقبلها الكاميرا على طول أشعة مُحددة. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{: 89}

تفترض صيغة المعادلة التي استخدمها كاجيا أن الضوء ذو طول موجي واحد (لا يظهر الطول الموجي كمعامل لأي من الدوال). وهي تبسيطٌ للبصريات الهندسية ، ولا تأخذ في الحسبان ظواهر مثل الحيود والاستقطاب والتألق . وهي تُجري التكامل على الأسطح فقط، ولا تتعامل مع الأوساط المشاركة (مناطق الفضاء التي تُشتت الضوء وتمتصه وتُصدره). ومع ذلك، فقد ذُكرت في الورقة البحثية امتداداتٌ للتعامل مع هذه الحالات، ومع أطوال موجية متعددة، وكانت مفهومةً جيدًا ( ولا يوجد قيدٌ جوهريٌ على خوارزمية تتبع المسار يمنع إظهار هذه التأثيرات). ^[⁸^]

وصف كاجيا كيف تجد طرق تتبع الأشعة القديمة حلولًا تقريبية لمعادلة العرض. كما بيّن أن معادلة العرض تُكافئ معادلة الإشعاعية التي تُحل باستخدام طريقة عرض الإشعاعية ؛ إلا أن طريقة الإشعاعية تفترض أن الأسطح لامبرتية ، واستخدامها مع مواد غير لامبرتية يُعطي قيمًا غير دقيقة (متحيزة). وينتج تحيز إضافي عن استخدام طريقة الإشعاعية لتقريبات العناصر المحدودة للأسطح. قام كاجيا بتكييف طرق تتبع الأشعة الموزعة الموجودة لحل معادلة العرض (أي لإيجاد قيم الإشعاع عند نقاط مختارة على الأسطح لحل حالة مستقرة أو متوازنة لانتقال الضوء في المشهد) بطريقة غير متحيزة، باستخدام تكامل مونت كارلو. ^{[ 8 ]}^{[ 12 ]}^{: 9}^{[ 1 ]}^{: 31.10}^{[ 13 ]}^{: 626}

في تتبع الأشعة التكراري على نمط ويتد ، يُستبدل التكامل على الجانب الأيمن من المعادلة بمجموع مساهمات أشعة منعكسة ومنكسرة محددة، والضوء المباشر الواصل إلى النقطة من جميع مصادر الضوء في المشهد (قد تكون مصادر الضوء نقطية أو اتجاهية، مما يسهل تقييم الإضاءة، أو يمكن استخدام تقريب ما لأنواع أخرى من الأضواء). يمكن إضافة "حد محيطي" ثابت لتقريب الإضاءة الكلية . أدخل تتبع الأشعة الموزع استخدام تكامل مونت كارلو لعرض الانعكاس التقريبي، حيث يتم أخذ عينات من اتجاهات متعددة عند كل ارتداد بدلاً من استخدام مساهمة اتجاه واحد، ولكن عادةً ما يتم تقريب الإضاءة الكلية المنتشرة باستخدام حد محيطي. ^[⁸^]

تكمن مشكلة استخدام تكامل مونت كارلو للإضاءة العالمية المنتشرة في التباين العالي للنتيجة (مما يتطلب عددًا كبيرًا من العينات لتقليل التشويش إلى مستوى مقبول). ولمعالجة هذه المشكلة، استكشفت الورقة البحثية أولًا أساليب أخذ العينات الطبقية . يسمح تتبع الأشعة الموزع بتتبع أشعة متفرعة متعددة في كل خطوة، وقد تم سابقًا استكشاف طريقة تُسمى "التكامل الهرمي"، والتي تستخدم تقسيمًا طبقيًا مستقلًا لمجال التكامل في كل خطوة. ومع ذلك، تتطلب الإضاءة العالمية أخذ عينات من مجالات أكبر من الاتجاهات أو نقاط السطح. وقد وُجد أن تقسيم هذه المجالات طبقيًا بشكل تكيفي لتقليل التباين أمر بالغ الصعوبة. تم تحديد أخذ العينات المهمة ، حيث يتم اختيار العينات من توزيع غير منتظم وفقًا لمدى احتمالية مساهمتها في النتيجة النهائية، كنهج أكثر جدوى. ^{[ 8 ]}

عند استخدام أسلوب أخذ العينات المهمة، لم يعد التكامل الهرمي (عبر تتبع الأشعة المتكرر) ضروريًا، وقد أدى ذلك إلى صياغة تتبع المسار : ^{[ 8 ]}^{[ 1 ]}^{: 31.17}

يُشير هذا الرسم التخطيطي أيضًا إلى خوارزمية بديلة لتتبع الأشعة الموزعة التقليدية. فبدلًا من تتبع شجرة متفرعة، يتم تتبع مسار بأشعة مختارة احتماليًا. في المشاهد ذات الانعكاس والانكسار العاليين، يُقلل هذا بشكل كبير من عدد تقاطعات الأشعة مع الأجسام التي يجب حسابها لكل بكسل، ويُحقق تسريعًا ملحوظًا في تتبع الأشعة مع جهد برمجي ضئيل للغاية. مع ذلك، وجدنا أنه من الضروري جدًا في هذا الشكل الجديد السريع لتتبع الأشعة - المسمى بتتبع المسار - الحفاظ على النسبة الصحيحة لأنواع أشعة الانعكاس والانكسار والظل التي تُساهم في كل بكسل.

— جيمس تي. كاجيا، "معادلة العرض" ^{[ 8 ]}

الخوارزمية

غالبًا ما يتم تنفيذ برامج تتبع الأشعة باستخدام وظائف متكررة ، ومع ذلك فإن برنامج تتبع المسار بطبيعته لا يحتاج إلى أن يكون متكررًا، ويمكنه استخدام حلقة بدلاً من ذلك.

فيما يلي رمز زائف لدالة غير تكرارية تتعقب مسارًا واحدًا. يمكنها إما استخدام تقدير الحدث التالي (NEE) أو الانتظار حتى يصطدم المسار بمصدر ضوء بالصدفة قبل تجميع الضوء. تستخدم الدالة أخذ عينات مرجحة بجيب التمام لاتجاهات الأشعة، وهو فعال للأسطح المنتشرة (وهو الأمثل للأسطح اللامبرتية ) ويبسط الكود: ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}

دالة TracePath(cameraRay): شعاع ← شعاع الكاميرا معدل النقل ← 1 القيمة ← 0 حلقة : تقاطع ← FirstRayIntersection(ray) إذا [باستخدام NEE] : lightSample ← SampleLights() القيمة ← القيمة + الإنتاجية × حساب كمية الضوء (الشعاع، التقاطع، عينة الضوء) وإلا إذا كان [كائن التقاطع عبارة عن ضوء] : القيمة ← القيمة + الإنتاجية × الضوء المنبعث من التقاطع الاتجاه الجديد ← عينة موزونة بجيب التمام (التقاطع.متجه السطح العمودي) الإنتاجية ← الإنتاجية × π × تقاطع.BRDF(−ray.direction, intersection.surfaceNormal, newDirection) ray.start ← intersection.location اتجاه الشعاع ← اتجاه جديد q ← حساب احتمالية الإنهاء (الإنتاجية) إذا كانت قيمة الدالة العشوائية (random()) أقل من قيمة q: القيمة المُعادة معدل النقل ← معدل النقل / (1 - q)

يستخدم الكود قيم "شعاع" تتكون من نقطة بداية في الفضاء ثلاثي الأبعاد ومتجه اتجاه مُعَيَّر. عند محاكاة كاميرا ذات ثقب صغير ، يجب أن يستخدم شعاع الكاميرا المدخل موقع الكاميرا كنقطة بداية، ويتم اختيار الاتجاه بناءً على موقع البكسل. يجب استدعاء الدالة عدة مرات لكل بكسل، باستخدام متوسط النتائج المُعادة كقيمة نهائية للبكسل. random()يجب أن تُعيد الدالة قيمة بين 0 و1.

لتبسيط الأمر، يعمل الكود فقط مع المواد السطحية المعتمة، ويفترض أن المشهد مغلق (لا يمكن للأشعة أن تخرج منه). يتتبع الكود طول موجة ضوئية واحدة فقط، ولكن يمكن تعديله ليعمل مع قيم RGB أو العرض الطيفي (انظر أدناه). تُفترض مصادر الضوء في حالة عدم وجود NEE منتشرة تمامًا (وإلا، فبدلاً من قيمة ثابتة للضوء المنبعث، سيلزم تقييم دالة أخرى لحساب كمية الضوء المنبعث في الاتجاه المعاكس للشعاع).

يستخدم الكود حيلة تُعرف باسم "الروليت الروسية" لجعل الدالة غير متحيزة عن طريق إنهاء الحلقة بشكل احتمالي. إذا ComputeTerminationProbabilityأعادت الدالة قيمة أكبر من 0 (أو أصبحت كذلك في النهاية، مثلاً عندما throughputتنخفض عن حد معين)، فستنتهي الحلقة في النهاية (بإعادة القيمة المتراكمة). كلما كانت قيمة "q" أكبر من 0 واستمرت الحلقة، throughputيتم زيادة قيمة للتعويض عن احتمال انتهاء مسارات أخرى تم أخذ عينات منها عند تلك النقطة. هذا يضمن أن تكون النتيجة بالقيمة المتوقعة الصحيحة . ^{[ 17 ]}^{: 2.2.4}^{[ 18 ]}^{: 13.2.1}^{[ 12 ]}^{: 67-68}

يمكن حساب قيمة "q" باستخدام أي طريقة استدلالية (حتى باستخدام احتمال ثابت)، ولكن لضمان فعاليتها، إذا throughputانخفضت إلى قيمة منخفضة جدًا (قريبة من الصفر)، فيجب أن تكون قيمة q قريبة من 1. عند استخدام احتمالات إنهاء أكبر، تميل المسارات إلى أن تكون أقصر، ولكن التباين سيكون أعلى (سيقل عدد المسارات الطويلة، ولكن سيزداد معدل نقل البيانات في تلك المسارات بمعامل أكبر، مما سيؤدي إلى ظهور بكسلات ساطعة متناثرة). ^{[ 17 ]}^{: 2.2.4}^{[ 19 ]}^{: 5.3.2}

CosineWeightedSampleتُجرى عملية أخذ عينات من الاتجاهات في نصف الكرة الأرضية عند نقطة على سطح ما، باحتمالية تتناسب مع جيب تمام الزاوية بين الاتجاه والعمود المقام على السطح (وهو ما يُعادل التكامل باستخدام قياس الزاوية المجسمة المسقطة ). يُستخدم هذا الأسلوب عادةً للأسطح المنتشرة، ويُبسط الشيفرة البرمجية لأن عامل جيب التمام في صيغة الإنتاجية وعامل الاحتمالية العكسية (المطلوب لأخذ العينات المهمة ) يُلغيان بعضهما. في الحالات الأخرى، عادةً ما تحاول عملية أخذ عينات الاتجاه استخدام احتمالات تتناسب مع حاصل ضرب دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDF) وعامل جيب التمام. بالنسبة للأسطح العاكسة تمامًا، يكون اتجاه واحد فقط ممكنًا، ويجب استخدام شيفرة برمجية مختلفة قليلاً. ^{[ 12 ]}^{: 77، 82، 172، 254}^{[ 16 ]}

تُضرب قيمة BRDF في $π$ لإلغاء العامل $1/ π$ المُضمن في BRDF اصطلاحًا. (يستند هذا الاصطلاح إلى حقيقة أن تكامل جيب تمام الزاوية بين الاتجاه والعمود المقام على السطح على كامل نصف الكرة يساوي $π$ ، وبالتالي يجب أن تتضمن قيمة BRDF لسطح لامبرتي مثالي غير ماص عامل تطبيع $1/ π$ لجعلها تساوي 1). يمكن أيضًا اعتبار العامل $1/ π$ جزءًا من دالة كثافة الاحتمال (PDF) لأخذ العينات الموزونة بجيب التمام (والتي تتضمن أيضًا عامل جيب التمام الذي تم إلغاؤه)، ولأننا نحتاج إلى القسمة على دالة كثافة الاحتمال، فإننا نضرب في $π$ . غالبًا ما يحسب كود تتبع المسار، على سبيل المثال، دالة كثافة الاحتمال الكاملة لأخذ العينات الموزونة بجيب التمام، ثم يقسم عليها (ويضرب دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه بمعامل جيب التمام، لأنه لم يعد يُلغى) - وهذا ما يحتاج الكود إلى فعله أيضًا إذا استخدم توزيعًا آخر غير التوزيع الموزون بجيب التمام لأخذ اتجاهات العينات. ^{[ 1 ]}^{: 14.9.2}

مكونات جهاز تتبع المسار الحديث

لتحسين الأداء وتحويل تتبع المسار إلى خوارزمية مفيدة لعرض الصور المعقدة والواقعية، تم دمج تقنيات وتحسينات متنوعة في محرك العرض .

أخذ العينات

أخذ العينات المهمة

يُعدّ أخذ العينات المهمة أسلوبًا قياسيًا لتقليل التباين (في هذا السياق، متوسط مربع مقدار الخطأ) لنتيجة تكامل مونت كارلو . ويمكنه تقليل عدد العينات المطلوبة بشكل ملحوظ لإنتاج صورة مُتتبعة المسار بمستوى مقبول من التشويش. ويتضمن ذلك اختيار دالة كثافة احتمالية تتناسب تقريبًا مع القيمة المراد تكاملها، وسحب العينات من دالة الكثافة الاحتمالية هذه بدلًا من سحبها من توزيع منتظم . ^{[ 17 ]}^{: 2.2.2}^{[ 12 ]}^{: 47}

لا تعكس المواد السطحية نفس كمية الضوء في جميع الاتجاهات، ولذا فإن أحد أنواع أخذ العينات المهمة الشائعة المستخدمة في تتبع المسار هو سحب عينات (في هذه الحالة، اتجاهات من نصف كرة حول نقطة سطحية) من دالة كثافة الاحتمال (PDF) التي لها نفس شكل دالة توزيع الانعكاس ثنائي الاتجاه (BRDF) المستخدمة للمادة (انظر #دوال توزيع التشتت أدناه) عند اختيار اتجاه الشعاع التالي في المسار. وهذا فعال بشكل خاص للمواد اللامعة أو البراقة. ^{[ 12 ]}^{: 254}

أخذ العينات المتعددة ذات الأهمية

يتطلب أخذ العينات المهمة اختيار دالة كثافة احتمالية واحدة (PDF) لسحب العينات المستخدمة في تكامل مونت كارلو ، ولكن في تتبع المسار، غالبًا ما توجد دوال كثافة احتمالية بديلة متعددة يمكن استخدامها. على سبيل المثال، قد يحدث هذا عند تكامل دالة هي حاصل ضرب دالتين أخريين، إذا كانت هناك دوال كثافة احتمالية جيدة معروفة لأخذ عينات من الدالتين بشكل منفصل، ولكن ليس لحاصل الضرب. يجب اختيار إحدى دوال الكثافة الاحتمالية، أو إيجاد طريقة لدمجها. ^{[ 17 ]}^{: 2.2.3}

من الحالات الشائعة أخذ عينات من كمية الضوء المباشر المنبعث من مصدر ضوئي مساحي، والذي ينعكس من نقطة على سطح جسم ما باتجاه الكاميرا. عند اختيار اتجاه الشعاع المراد أخذ عينات منه عند نقطة سطح الجسم، يمكن إما اختيار نقطة عشوائية على سطح الضوء (دون استخدام معلومات حول مادة سطح الجسم)، ثم حساب اتجاه الشعاع نحو تلك النقطة الضوئية، أو أخذ عينات من اتجاه الشعاع بما يتناسب مع دالة توزيع الانعكاس ثنائي الاتجاه (BRDF) لسطح الجسم (دون مراعاة موقع الضوء وشكله). تضمن الطريقة الأولى عدم تفويت الشعاع المأخوذ للعينات للضوء، ولكن بالنسبة للأسطح اللامعة، قد تختار اتجاهًا ينعكس عنده القليل جدًا من الضوء باتجاه الكاميرا، لذا فهي أكثر فعالية للأسطح الخشنة (المشتتة). أما الطريقة الثانية، فهي غالبًا ما تكون فعالة للأسطح اللامعة لأنها ستختار على الأرجح اتجاهًا تكون فيه قيمة BRDF عالية، ولكن قد لا يصل الشعاع في هذا الاتجاه إلى الضوء. ^{[ 12 ]}^{: 252-257}

في أبسط أشكال تتبع المسار، تُستخدم عادةً الاستراتيجية الأولى للضوء المباشر، وتُعرف باسم تقدير الحدث التالي (NEE)، ثم تُواصل الخوارزمية تتبع المسار لأخذ عينات من الضوء غير المباشر، باستخدام الاستراتيجية الثانية لتحديد اتجاه العينة. إذا اصطدم الشعاع التالي بسطح مصدر الضوء بالصدفة (عادةً ما يكون مصدر الضوء أيضًا جسمًا في المشهد)، يتم تجاهل الضوء المنبعث من السطح، لأنه في غير هذه الحالة سيتم احتساب هذا الضوء مرتين. يُجدي هذا الأسلوب نفعًا مع الأسطح المشتتة، ولكنه ليس الأمثل مع الأسطح اللامعة. ^{[ 18 ]}^{: 13.2.3}

تتيح طريقة تُسمى أخذ العينات المتعددة ذات الأهمية (MIS) استخدام كلا نوعي أخذ العينات معًا، مما يتجنب الحالات التي يتم فيها اختيار استراتيجية دون المستوى الأمثل أو احتساب القيم مرتين (مما يُسبب تحيزًا). تحسب MIS أوزانًا لدمج العينتين بحيث تكون النتيجة غير متحيزة، ويُعطى وزن أكبر للاستراتيجية التي يُرجح أن تكون فعالة. يتم اختيار الأوزان باستخدام أسلوب استدلالي، وستُنتج نتيجة غير متحيزة إذا استوفت الأوزان شروطًا معينة. على الرغم من ابتكار العديد من الأساليب الاستدلالية، والتي قد يكون بعضها أكثر فعالية في مواقف مختلفة، إلا أن أسلوب التوازن الاستدلالي قابل للتطبيق على نطاق واسع. يختار أحد المتغيرات، والذي يُسمى نموذج العينة الواحدة، استراتيجية أخذ عينات واحدة لاستخدامها بدلًا من دمج عينات متعددة، وفي هذا المتغير، يُقلل أسلوب التوازن الاستدلالي دائمًا من التباين. ^{[ 12 ]}^{: 252-287}^{[ 17 ]}^{: 2.2.3}

يمكن استخدام أسلوب أخذ العينات المهمة (MIS) عندما تتوفر عدة دوال كثافة احتمالية بديلة (PDFs) لاستخدامها في أخذ العينات المهمة، ولا يوجد بديل أفضل بشكل واضح في جميع الحالات (قد تغطي بعض دوال الكثافة الاحتمالية جزءًا فقط من المجال الذي يتم أخذ العينات منه). وهو عنصر أساسي في تتبع المسار ثنائي الاتجاه (انظر أدناه). ^{[ 12 ]}^{: 251، 297}

أخذ العينات شبه مونت كارلو

تستخدم خوارزمية تتبع المسار الأساسية مولد أرقام عشوائية لاختيار اتجاهات الأشعة التي يتم أخذ عينات منها عند كل نقطة في المسار (ونقاط على مصادر الضوء، في حال استخدام تقدير الحدث التالي). يضمن هذا أن تكون النتيجة غير متحيزة، ويتجنب ظهور تشوهات مرئية في الصورة. مع ذلك، عند تكرار تتبع المسار وحساب متوسط العينات، ونظرًا لأن الاتجاهات المأخوذة عشوائيًا تمامًا، فلن يتم أخذ عينات من مجال التكامل بشكل متساوٍ (ستظهر تجمعات وفجوات في الاتجاهات التي تم أخذ عينات منها). هذا أمر طبيعي ولا يمكن تجنبه في تكامل مونت كارلو القياسي ، ولكن توجد تقنيات تُسمى تقنيات شبه مونت كارلو يمكنها تقليل التباين بجعل العينات موزعة بشكل أكثر انتظامًا. هذا يعني أن العينات لم تعد تمتلك خصائص العشوائية المطلوبة في تكامل مونت كارلو القياسي، ولذلك يجب القيام بذلك بعناية لتجنب التحيز والتشوهات. ^{[ 20 ]}^{: 8.2.2}

أبسط طريقة للقيام بذلك هي تقسيم المجال المراد أخذ عينات منه (مثل نصف الكرة الأرضية لاتجاهات الأشعة الخارجة من سطح ما) إلى أجزاء، واختيار نقطة عشوائية في كل جزء. يُسمى هذا الأسلوب بأخذ العينات الطبقية ، ومن عيوبه ضرورة معرفة عدد العينات مسبقًا، واحتمالية حدوث تكتل (قد تكون العينات من الأجزاء المتجاورة متقاربة جدًا إذا كانت كلتاهما على حافة جزء واحد). ^{[ 17 ]}^{: 2.2.1}^{[ 21 ]}

إذا لم يكن عدد العينات معروفًا مسبقًا، يمكن استخدام طرق تُسمى متواليات التباين المنخفض لتوليد عينات تميل إلى الانتشار وتغطي المجال بالتساوي. من المتواليات الشائعة التي تتمتع بهذه الخاصية متواليات هالتون وسوبول . هذه متواليات مُحددة مسبقًا (غير عشوائية)، ولكن في برامج تتبع المسار الحديثة ، يتم تبديل المتواليات ( تشويشها ) لجعلها أكثر عشوائية. ^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}

قد تقل فعالية أخذ العينات الطبقية وتسلسلات التباين المنخفض مع ازدياد أبعاد المجال المراد أخذ عينات منه. يتضمن تتبع المسار توليد عينات عالية الأبعاد. على سبيل المثال، يستخدم تتبع المسار البسيط للأسطح المعتمة (بدون أخذ عينات من الضوء) عينات ذات أبعاد تساوي ضعف عدد الارتدادات في المسار، لأن كل اتجاه شعاع يمثل عينة ثنائية الأبعاد على نصف كرة. إذا تم استخدام أخذ العينات الطبقية أو تسلسل التباين المنخفض بشكل مستقل لكل ارتداد، فمن المرجح وجود ارتباطات بين اتجاهات الارتداد، مما سيؤدي إلى تحيز في الصورة، كما أن العينات الكاملة (بما في ذلك جميع اتجاهات الارتداد) لن تغطي المجال بالتساوي. عادةً ما تستخدم برامج تتبع المسار تسلسلات تباين منخفض عالية الأبعاد، ولكن هذا يعني أن أخذ عينات من الارتدادات الفردية (التي تُعتبر مستقلة كعينات ثنائية الأبعاد) قد لا يكون الأمثل. تعمل تقنية بسيطة تُسمى الحشو على تحسين ذلك، بينما تُنتج تقنية أكثر تكلفة تُسمى النقل الأمثل المُجزأ تسلسلات تميل فيها جميع الإسقاطات ذات الأبعاد المنخفضة للعينات متعددة الأبعاد إلى التوزيع بالتساوي، وذلك من خلال التحسين المتكرر للشرائح أحادية البعد. ^{[ 21 ]}^{[ 24 ]}

تضمن التقنيات المذكورة أعلاه توزيعًا جيدًا لمجموعة المسارات التي تم أخذ عينات منها لكل بكسل على حدة. ويمكن للتقنيات القائمة على الضوضاء الزرقاء أن تساعد في ضمان تباعد عينات البكسلات المتجاورة على نطاق واسع. ويكون هذا الأمر أكثر أهمية عادةً عندما يتم تتبع عدد قليل فقط من المسارات لكل بكسل. ^{[ 25 ]}^{: 8.1.6}^{[ 23 ]}^{: 8.7.6}

العرض الطيفي

تُستخدم رسومات الحاسوب عادةً لتمثيل قيم الإضاءة كمتجهات من مكونات الأحمر والأخضر والأزرق . وبالمثل، يُمثل لون الأسطح أو بياضها كمُضاعفات منفصلة للأحمر والأخضر والأزرق. مع أن هذا الأسلوب قد يكون مناسبًا في بعض الحالات (مثلًا، يكون دقيقًا عند جمع قيم الإضاءة)، إلا أنه عند تطبيقه على تتبع المسار، يُعادل محاكاة مشهد مُضاء بثلاثة أطوال موجية ضوئية بالضبط، وهو أمر غير واقعي. توفر برامج تتبع المسار الحديثة خيار استخدام عينات عشوائية من الأطوال الموجية في الطيف المرئي للضوء، وهو ما يُسمى بالعرض الطيفي . يُعد هذا الأسلوب الآن معيارًا عند الرغبة في الحصول على عرض واقعي قائم على أسس فيزيائية. ^{[ 1 ]}^{: 331}^{[ 26 ]}

لأسباب تتعلق بالأداء، عادةً ما تُؤخذ عينات من أطوال موجية متعددة (مثل أربعة) في وقت واحد (يتم تتبع مسار واحد، ولكن تُجرى حسابات الإضاءة لأطوال موجية متعددة). وهذا بدوره يُقلل من تشويش الألوان الناتج عن أخذ العينات الطيفية. وعادةً ما تُحوّل الأطوال الموجية إلى قيم RGB عند تجميع مساهمات المسار. ^{[ 26 ]}

يُتيح هذا النهج محاكاة التشتت اللوني (مثل "أقواس قزح" المرئية عند سقوط الضوء على جسم زجاجي مصقول). كما يُتيح عرض مشاهد بمصادر إضاءة ومواد أكثر واقعية، ونمذجة الإضاءة العالمية المنتشرة والوسائط المشاركة فيها بشكل صحيح، عندما ينعكس الضوء عدة مرات بين الأسطح الملونة أو يتشتت بواسطة وسائط حجمية ملونة (دون مبالغة في الألوان أو تحولات لونية غير طبيعية). ^{[ 26 ]}

توجيه المسار

عندما يختلف الإضاءة غير المباشرة اختلافًا كبيرًا باختلاف الاتجاه، قد يكون أخذ عينات من الاتجاهات باستخدام دالة توزيع التشتت ثنائي الاتجاه (BSDF) لمادة السطح فقط غير فعال. في مثل هذه الحالات، يقوم توجيه المسار ببناء تمثيل للإضاءة غير المباشرة في المشهد ويستخدمه لرسم العينات. يمكن للطرق العملية القيام بذلك بشكل تكراري أثناء العرض من خلال تعلم مجال إشعاع مكاني-اتجاهي تقريبي بطريقة غير متحيزة. ^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}

هياكل البيانات المكانية

تسارع تقاطع الشعاع مع الجسم

تُعدّ عملية تحديد أول جسم، ونقطة السطح المقابلة له، التي يتقاطع معها شعاع ضوئي ينطلق من نقطة معينة ويتجه في اتجاه معين، من أكثر العمليات شيوعًا وتكلفةً التي يقوم بها متتبع المسار (وتُعدّ عملية اختبار وجود أي عائق يحجب الضوء بين نقطتين في الفضاء عمليةً مشابهةً ولكنها أبسط). ولتسريع هذه العملية، يستخدم متتبعو المسار بنية بيانات مكانية ثلاثية الأبعاد. وتُعدّ بنية التسلسل الهرمي للحجم المحيط (BVH) الأكثر استخدامًا اليوم ، وتوفر وحدات معالجة الرسومات الحديثة نسخةً مُسرّعةً منها بواسطة الأجهزة. ومع ذلك، فقد استُخدمت أيضًا بنى أخرى مثل أشجار k -d وأشجار الأوكتري . تتطلب بعض متتبعات المسار تمثيل جميع الأجسام باستخدام شبكات مثلثية ، مما يُبسّط الشيفرة وبنى البيانات (كما أن تسريع الأجهزة مُحسّن عادةً للمثلثات). ^{[ 29 ]}^{[ 1 ]}^{: 1067-1107}^{[ 30 ]}^{: xvii}

تسريع أخذ العينات الضوئية

يُعدّ توليد عينات من الضوء المباشر ( لتقدير الحدث التالي ) أكثر فعالية عند استخدام أسلوب أخذ العينات المهم ، والذي يتطلب أخذ عينات من الأضواء بما يتناسب مع سطوعها، و(مثاليًا) بما يتناسب عكسيًا مع مربع المسافة إلى الضوء. عندما يحتوي المشهد على عدد كبير من الأضواء، يصبح فحص جميع الأضواء وحساب الأوزان قبل اختيار عدد قليل منها لأخذ العينات مكلفًا للغاية. ^{[ 31 ]}

يمكن لتقنية أخذ عينات الضوء BVH ، باستخدام بنية بيانات شجرية مكانية، تسريع عملية أخذ العينات مع مراعاة مواقع الأضواء. (يستخدم أسلوب آخر، يُسمى أخذ عينات الطاقة ، بنية بيانات غير مكانية أبسط، ويقتصر على دراسة السطوع فقط). تُجمّع الأضواء المتقاربة في الشجرة، ويُخزّن إجمالي سطوع الأضواء في كل فرع منها. تسمح الحدود المكانية لفروع الشجرة بتجاوز الأضواء الواقعة خلف السطح الذي يُقدّر له الضوء المباشر بسرعة، كما تسمح بترجيح مجموعات الأضواء بناءً على الاتجاه والمسافة. يُعد استخدام الشجرة لأخذ العينات غير متحيز، لأن البيانات المُجمّعة تُستخدم فقط لحساب احتمالات أخذ العينات، وليس لحساب كمية الضوء المستخدمة في العرض. تستخدم خوارزمية متحيزة تُسمى Lightcuts شجرة مشابهة، لكنها تُقرّب مجموعات الأضواء البعيدة (فروع الشجرة) بمعاملتها كضوء واحد، بدلاً من أخذ عينات أهمية من الأضواء الفردية.^{[ 31 ]}^{[ 19 ]}^{: 7.8}

تحويل العينات إلى صور

تصفية

إذا اقتصر تتبع المسار على استخدام أشعة الكاميرا التي تتوافق تمامًا مع مراكز البكسلات في الصورة، فقد ينتج عن ذلك تشوه شديد . عادةً ما تزيل برامج تتبع المسار هذا التشوه أو تقلله عن طريق ترشيح الترددات الأعلى من تلك التي يمكن تمثيلها بدقة الصورة. وللقيام بذلك، تستخدم هذه البرامج نواة ترشيح، مثل مرشح غاوسي ، أو مرشحات أخرى مثل مرشح ميتشل-نيترافالي أو مرشح لانكزوس الذي يحسن حدة الصورة ولكنه قد يُسبب تشوهات حلقية . إما أن تُؤخذ عينات من المواقع المحيطة بمركز البكسل، مع ترجيحها بنواة الترشيح (وتُسمى هذه الطريقة أخذ عينات أهمية المرشح )، أو تُؤخذ عينات من المواقع على مستوى الكاميرا بشكل منتظم (عادةً باستخدام أخذ العينات الطبقي، بحيث يتم أخذ نفس عدد العينات في المربع المحيط بكل بكسل)، ثم تُضاف عينات إلى أي بكسلات تتقاطع نواتها مع العينة (وتُسمى هذه الطريقة أخذ عينات الأهمية المرجحة ). يمكن للأسلوب الأخير أن يقلل التباين قليلاً، ولكنه قد لا يتوافق مع برامج إزالة التشويش (على سبيل المثال، تنتشر العينات شديدة السطوع التي تُسمى "اليراعات" عبر نطاق من البكسلات، ولا يمكن إزالتها بسهولة). ^{[ 11 ]}^{: 5.4.3}^{[ 32 ]}

إزالة الضوضاء

حتى عند حساب متوسط آلاف المسارات، عادةً ما تحتوي مخرجات تتبع المسار على تشويش واضح. ورغم أن الطريقة الأكثر موثوقية (وغير المتحيزة) لتقليل التشويش هي تتبع المزيد من المسارات (أو إجراء تحسينات مثل تحسين أخذ العينات المهمة)، فقد استُخدمت العديد من الأساليب المتحيزة لإزالة التشويش أو تقليله. ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}

غالبًا ما تحتوي الصور المُتتبعة مساريًا على وحدات بكسل ساطعة تُعرف شعبيًا باسم "اليراعات"، والتي قد تنتج عندما يتقاطع مسارٌ اعتُبر منخفض الأولوية في أخذ العينات المهمة (أي من غير المرجح أن يُنتج قيمة ساطعة) مع مصدر ضوء أو منطقة ساطعة في المشهد، أو عندما يدخل ضوء غير مباشر عبر فجوة ضيقة ولا يمر عبرها سوى عدد قليل جدًا من المسارات. على الرغم من أن هذه العينات الساطعة ضرورية تقنيًا لإنتاج صورة غير متحيزة، إلا أنها غير مفيدة من الناحية الموضوعية، ويمكن أن تزيد التباين بشكل كبير. وقد استُخدمت العديد من الطرق الاستدلالية لتحديد اليراعات وإزالتها، مثل استبدالها بمتوسط وحدات البكسل المحيطة أو توزيع سطوعها على وحدات البكسل المجاورة. وهذا يُشبه اكتشاف القيم الشاذة في الإحصاء. في بعض الأحيان، تُصفّى العينات الفردية بدلًا من قيم البكسل المُتراكمة. وقد جُرّبت تقنيات متعلقة بتقدير الكثافة ، باستخدام نواة متغيرة العرض. ^{[ 33 ]}

تستخدم العديد من التقنيات تقنية كشف الحواف لتمكين مرشحات إزالة التشويش التي تُضفي ضبابية على الصورة مع الحفاظ على وضوح حواف الأجسام. تعتمد تقنية كشف الحواف لإزالة التشويش من الصورة المُعالجة عادةً على بيانات أخرى غير السطوع النهائي، مثل عمق ومتجه العمودي لأول نقطة يتقاطع معها شعاع الكاميرا. تشمل مرشحات الحفاظ على الحواف التي لا تعتمد على هذا النوع من البيانات (باستخدام قيم لون البكسل وسطوعه فقط) المرشحات الثنائية ، والمرشحات الموجهة ، ومرشحات المتوسطات غير المحلية . وقد جُرِّبت تقنيات تعتمد على الموجات الصغيرة ومرشحات متعددة المقاييس أخرى، والتي يمكنها التعامل مع خصائص التردد المتغيرة للصورة (مثل الضبابية الناتجة عن عمق المجال). ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}

أحيانًا، تُعالج مساهمات الضوء المباشر وغير المباشر في البكسل وتُزال منها الضوضاء بشكل منفصل، مما يسمح بالحفاظ على تفاصيل الإضاءة المباشرة، مع تنعيم الإضاءة غير المباشرة (التي عادةً ما تكون أكثر ضوضاءً). وتقوم خوارزميات أكثر تعقيدًا بإزالة ضوضاء الانعكاس المرآوي بشكل منفصل (لأنه يختلف باختلاف موقع البكسل)، ويعمل بعضها مع عينات فردية ويبني نموذجًا إحصائيًا لحقل الضوء المحلي حول كل نقطة مرئية على السطح. ^{[ 33 ]}^{[ 34 ]}

في الآونة الأخيرة، استُخدمت الشبكات العصبية الالتفافية لتطبيق مرشحات إزالة التشويش، وذلك بتدريب الشبكة العصبية على مجموعة بيانات كبيرة من نسخ مشوشة وغير مشوشة من الصور نفسها. ويمكن لهذه الشبكات العصبية استخدام بيانات مثل العمق والمتجه العمودي، ومعامل انعكاس السطح ، وخشونة/لمعان السطح كجزء من مدخلاتها. ^{[ 33 ]}

يُعدّ أخذ العينات التكيفي نهجًا بديلًا أو مكملاً ، حيث يأخذ عينات إضافية في مناطق الصورة التي يكون فيها التباين أعلى (وهذا أمر صعب دون إدخال تحيز). ^{[ 35 ]}^{[ 34 ]}

رسم خرائط النغمات

تُنتج عملية تتبع المسار قيم سطوع خطية للبكسلات، والتي يجب تحويلها لاحقًا إلى صورة قابلة للعرض أو إطار فيديو أو فيلم. قد يكون نطاق قيم السطوع أكبر من النطاق الذي يمكن عرضه على شاشة كمبيوتر قياسية، أو يمكن تمثيله بتنسيق ملف يستخدم قيم ألوان 8 بت، مثل JPEG أو PNG . غالبًا ما تحتوي الصور على مناطق شديدة السطوع، أو بكسلات تتعرض لمصدر ضوء كالشمس بشكل مباشر. إذا تم تقليل سطوع الصورة بأكملها بحيث لا يتم قصّ البكسلات الأكثر سطوعًا ، فغالبًا ما ستكون بقية المشهد مظلمة للغاية. ^{[ 36 ]}^{: الفصل 20}

تُستخدم طرق تُسمى "تخطيط النغمات" أو "إعادة إنتاج النغمات " لتحويل قيم البكسل في صور النطاق الديناميكي العالي (HDR) إلى نطاق القيم المسموح به في تنسيقات الملفات الشائعة وشاشات الكمبيوتر أو غيرها من الشاشات، مع محاولة إظهار التفاصيل في كل من الظلال والمناطق الأكثر سطوعًا، وغالبًا ما تتضمن هذه الطرق نماذج لكيفية استجابة الرؤية البشرية لتغيرات السطوع. والهدف عادةً هو إنتاج انطباع شخصي عن السطوع الحقيقي للمشهد، على الرغم من انخفاض نطاق قيم البكسل. تتوفر العديد من الطرق ومنحنيات تخطيط النغمات المختلفة، وغالبًا ما تتضمن معلمات لضبطها. تهدف بعض الطرق إلى إعادة إنتاج مظهر الصور الملتقطة على فيلم فوتوغرافي ، وقد تُغير ألوان الصورة وتشبعها . ^[³⁷^]^:^8.2.2^[³⁶^]^:^{الفصل 20}

لا يلزم تطبيق تعيين الدرجات اللونية كجزء من عملية تتبع المسار. إذا تم إخراج الصورة المُعالجة بتنسيق HDR خطي (مثل OpenEXR )، فيمكن تطبيق تعيين الدرجات اللونية لاحقًا (وهو ما قد يكون مفضلًا، حيث يمكن تغيير طريقة تعيين الدرجات اللونية أو معاييرها دون إعادة معالجة الصورة).

دوال توزيع التشتت

الأجسام الحقيقية ليست مرايا ملساء تمامًا (مع أن المرايا المثالية تُحاكى غالبًا في رسومات الحاسوب للتسهيل والتبسيط). عندما يسقط الضوء على جسم معتم، فإنه ينعكس (أو يتشتت ) دائمًا في اتجاهات متعددة. تعتمد كمية الضوء المنعكس في كل اتجاه بشكل أساسي على زاوية سقوطه بالنسبة للعمود المقام على السطح . تعكس المواد اللامعة، والتي تُسمى غالبًا بالمواد العاكسة ، ضوءًا أكثر بزوايا قريبة من زاوية انعكاس الضوء على المرآة المثالية، مما يُنتج لمعة مميزة (تُسمى لمعة عاكسة ) عند انعكاس مصدر ضوء ساطع. في المقابل، تُسمى المواد التي تُشتت الضوء أكثر (تعكسه في نطاق أوسع من الاتجاهات دون ذروة حادة) بالمواد الخشنة أو المشتتة . بشكل عام، لا يوجد تمييز واضح بين المواد العاكسة والمشتتة، فعلى سبيل المثال، قد يكون للسطح المشتت طبقة من الورنيش تُعطيه لمعات عاكسة. ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}^{[ 1 ]}^{: 26.10، الفصل 27}

صورة لأجهزة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المصقول . يؤدي تباين خواص المادة إلى تغيير شكل النقاط المضيئة والانعكاسات، مما يؤدي إلى تمديدها أو تشويشها على طول اتجاه معين.

تُسمى المواد التي تعتمد كمية الضوء المنعكس فيها في اتجاه معين على الزوايا بين شعاع الضوء الساقط ( الشعاع الوارد )، والشعاع المنعكس (الشعاع الخارج )، والعمود المقام على السطح، بالمواد المتجانسة . في هذه الحالة، لا يمتلك سطح المادة اتجاهًا محددًا (إذ لا يؤدي تدوير السطح حول العمود المقام على السطح إلى تغيير طريقة انعكاس الضوء). أما المواد التي يؤثر فيها الاتجاه فتُسمى بالمواد غير المتجانسة ، وتشمل موادًا مثل الفولاذ المصقول أو الألومنيوم. على الرغم من أن العديد من المواد في العالم الحقيقي غير متجانسة بشكل طفيف، إلا أن خاصية عدم التجانس غالبًا ما يتم تجاهلها في رسومات الحاسوب، نظرًا لأن التعامل مع المواد على أنها متجانسة أبسط وأكثر كفاءة. ^{[ 38 ]}^{[ 39 ]}

إحدى الحالات القصوى هي مادة "خشنة تمامًا" حيث لا تعتمد كمية الضوء المنعكس على زاوية سقوط الضوء، ولا توجد بها أي لمعان. ومن أمثلة هذا النوع من المواد مادة لامبرتية شائعة الاستخدام في رسومات الحاسوب (وهي غير موجودة في الواقع، ولكن مادة تُسمى سبكترالون ، وهي مسحوق بوليمري، تُعدّ قريبة جدًا منها). بالنسبة لمادة لامبرتية، تتناسب كمية الضوء المنعكس طرديًا مع جيب تمام الزاوية بين الشعاع الخارج والعمود المقام على السطح. ^{[ 16 ]}^{[ 1 ]}^{: 27.5.2}

يمكن وصف التأثيرات المذكورة أعلاه باستخدام دالة تُسمى دالة توزيع الانعكاس ثنائي الاتجاه (BRDF). تتمثل معلمات هذه الدالة في اتجاهي الشعاع الساقط والشعاع الخارج بالنسبة إلى إطار مرجعي على السطح (توجد طرق متعددة لتمثيل الاتجاهات كأرقام). يُخرج من الدالة عامل يُضرب به مقدار الضوء الساقط للحصول على مقدار الضوء الخارج. لا تتضمن دالة BRDF، كما هو مُعرّف عادةً، عامل الانعكاس اللامبرتي المذكور أعلاه (جيب تمام الزاوية بين الشعاع الخارج والعمود المقام على السطح)، ولذلك فإن دالة BRDF لسطح لامبرتي هي دالة ثابتة. يُضفي حذف هذا العامل على دالة BRDF خاصية التبادلية : فتبديل الشعاعين الساقط والخارج في معلمات الدالة لا يُغير الناتج (اصطلاحًا، يشير كلا الاتجاهين بعيدًا عن السطح). يتم تعديل دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDF) بشكل مناسب لاستخدامها في معادلات نقل الضوء (حيث تُضرب بقيم الضوء الوارد وتُكامل)، وتُعطي قيمة $1/ π$ لمادة لامبرتية لا تمتص أي ضوء. ^{[ 38 ]}^{[ 1 ]}^{: 26.10، الفصل 27}^{[ 12 ]}^{: 3.6}

إلى جانب خاصية التبادلية، من الخصائص المهمة لدوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDF) الصحيحة أنها تحافظ على الطاقة : فعند استخدام دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه في معادلات نقل الضوء، يجب ألا تتجاوز كمية الضوء المنعكسة كمية الضوء الواصلة إلى السطح. (لا تنطبق هذه الخصائص على الأطوال الموجية الفردية عند ملاحظة ظواهر مثل التألق). كما يجب أن تعطي دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه دائمًا قيمة غير سالبة. ^{[ 38 ]}^{[ 1 ]}^{: الفصل 27}

قد تختلف دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDFs) باختلاف أطوال موجات الضوء. فعلى سبيل المثال، تتميز المواد غير المعدنية عادةً ببريق أبيض، حيث تعكس جميع أطوال الموجات بشكل متساوٍ تقريبًا عند زوايا معينة، بينما تعكس الضوء أيضًا بشكل منتشر بطريقة تعتمد على طول الموجة (مما يُكسب المادة لونها). كما يمكن لدوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه المتغيرة بتغير طول الموجة أن تُحاكي المواد ذات الألوان المتلألئة . ^{[ 38 ]}^{[ 40 ]}

تُعدّ دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDFs) جزءًا أساسيًا من تتبع المسار: إذ تُحسب عند كل نقطة تقاطع شعاع ضوئي مع سطح ما (لحساب نفاذية الجزء المتبقي من المسار)، وكذلك عند حساب الإضاءة المباشرة عند نقاط السطح. لا تصف دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه خصائص المواد الشفافة أو شبه الشفافة (التي تتطلب أنواعًا أخرى من دوال توزيع التشتت). مع ذلك، تُعدّ دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه مفيدة لأن العديد من المواد معتمة فعليًا للضوء المرئي، أو تتميز بشفافية ضئيلة جدًا بالقرب من السطح يمكن تجاهلها أو تقريبها باستخدام دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه. ^{[ 38 ]}

على الرغم من إمكانية الحصول على بيانات دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDFs) عن طريق قياس انعكاس الأسطح الحقيقية، فإن دوال BRDFs المستخدمة في العرض العملي عادةً ما تكون دوالًا رياضية (مصممة غالبًا لمحاكاة خصائص فيزيائية مبسطة للأسطح الحقيقية) تتميز بكفاءة معقولة في التقييم، وتُنتج تأثيرات مشابهة للمواد الحقيقية. غالبًا ما تحتوي هذه الدوال على معايير مثل "الخشونة" التي يمكن تغييرها بسهولة. في بعض الأحيان، يتم دمج عدة دوال BRDFs بسيطة (تُسمى غالبًا بالفصوص نظرًا لشكل الدوال) في طبقات. ^{[ 39 ]}^{[ 1 ]}^{: الفصل 27}

لا تتضمن دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDFs) في حد ذاتها معلومات حول نسيج السطح. في العرض الواقعي، غالبًا ما تُشفّر معلمات اللون و"الخشونة" (وأحيانًا الاتجاه ومقدار التباين) باستخدام رسم الخرائط النسيجية ، وتُستخدم لتعديل دالة توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه لنقاط محددة على السطح. ^{[ 39 ]}^{[ 41 ]}^{[ 1 ]}^{: 27.15}

يُستخدم نوع مشابه من الدوال عند مرور الضوء عبر سطح مادة شفافة، وهو دالة توزيع النفاذية ثنائية الاتجاه (BTDF). ويُستخدم مصطلح دالة توزيع التشتت ثنائية الاتجاه (BSDF) ليشمل كلاً من دوال توزيع النفاذية ثنائية الاتجاه (BRDFs) ودوال توزيع النفاذية ثنائية الاتجاه (BTDFs). ولمعالجة التشتت العام في المواد الشفافة، يستخدم عرض الحجم دالة مشابهة (ولكن بتعريف مختلف) تُسمى دالة الطور . ^{[ 38 ]}^{[ 42 ]}^{[ 1 ]}^{: 14.9}

عرض الحجم

يُستخدم تتبع المسار الحجمي لعرض المشاهد التي تحتوي على وسائط تفاعلية ، وهي مناطق ثلاثية الأبعاد من الفضاء (وليست أسطح الأجسام) تُصدر الضوء، أو يمكن امتصاص الضوء فيها أو تشتيته. غالبًا ما يُنظر إلى الوسائط التفاعلية على أنها تحتوي على جسيمات، بحيث يكون لشعاع الضوء المار عبرها فرصة أكبر للتفاعل مع جسيم (والامتصاص أو التشتيت) كلما زادت مسافة الشعاع. تسمح برامج تتبع المسار التي تُجري العرض الحجمي عادةً بدمجه مع عرض الأسطح. يمكن تعميم معادلة كايجا للعرض لتتبع المسار الحجمي، ومع ذلك، توجد معادلات أخرى لنقل الضوء الحجمي قد تؤدي إلى خوارزميات أكثر عملية (تمامًا كما يتم عادةً تحويل الشكل الأصلي لمعادلة العرض لاستخدام التكاملات على اتجاهات الأشعة لتتبع المسار القياسي). ^{[ 43 ]}^{[ 42 ]}^{[ 8 ]}

يُجرى تتبع المسار الحجمي عادةً من الخلف باتجاه الكاميرا، كما هو الحال في تتبع المسار القياسي، مستفيدًا من خاصية التبادلية لمعظم تفاعلات الضوء. تُؤخذ عينات من أشعة الكاميرا (أو اتجاهات الأشعة للانعكاسات أو الإضاءة الكلية التي تصل إلى نقطة على سطح) كالمعتاد، ثم تُولّد أحداث التشتت عندما يمر شعاع عبر وسط مشارك قادر على تشتيت الضوء. يرتبط احتمال حدوث أحداث التشتت هذه (والمسافة التي يقطعها الشعاع عادةً قبل الحدث التالي) بكثافة المادة. عند تشتت شعاع، ينطلق شعاع جديد في الاتجاه الجديد، على غرار التشتت من سطح، حيث يُحدد احتمال كل اتجاه جديد بواسطة دالة كثافة احتمالية تُسمى دالة الطور . ^{[ 43 ]}^{[ 42 ]}

يستخدم تتبع المسار الحجمي أيضًا التكامل لحساب كمية الضوء الممتصة والمشتتة عندما يمر شعاع عبر الفضاء (يسمى التوهين )، وكمية الضوء المنبعثة مرة أخرى على طول الشعاع (مع الأخذ في الاعتبار الامتصاص والتشتت على طول الشعاع) إذا كان الوسط المشارك باعثًا للضوء. ^{[ 42 ]}

تُصبح جميع هذه العمليات أبسط وأسرع بكثير إذا كان الوسط المُشارك متجانسًا (أي له نفس الكثافة في جميع أجزائه فيما يتعلق بالتشتت والامتصاص والانبعاث). في هذه الحالة، يُمكن إجراء التكامل تحليليًا لحساب التوهين والانبعاث، كما توجد طريقة أبسط لتوليد أحداث التشتت بتوزيع الاحتمالية الصحيح. تشمل المواد التي تُصوَّر عادةً كأوساط متجانسة (والتي قد تظل ذات أشكال معقدة) الماء والزجاج الملون. تُعرف الصيغة المستخدمة للامتصاص المتجانس بقانون بير-لامبرت أو قانون بير. ^{[ 42 ]}

عندما يكون الوسط المُشارك غير متجانس (ذو كثافة أو خصائص أخرى تختلف مكانيًا)، يجب استخدام خوارزميات أكثر تعقيدًا وأبطأ. تشمل هذه الأنواع من الأوساط السحب والضباب والدخان والنار. عادةً ما تكون بيانات الإدخال لعرض هذه المواد بيانات حجمية (مُهيكلة بشكل مشابه للفكسلات ). لإجراء عمليات مثل التكامل، غالبًا ما يحتاج البرنامج إلى تتبع مسار الأشعة عبر الوسط، والاستعلام عن البيانات لنقاط على طول الشعاع. يمكن القيام بذلك بشكل متفرق (فحص المادة عند عدد قليل فقط من النقاط، والتي عادةً ما يتم اختيارها عشوائيًا) أو بشكل كثيف (فحص نقاط متقاربة)، اعتمادًا على الخوارزمية. تتعامل خوارزمية التشتت الصفري الشائعة الاستخدام مع الوسط على أنه متجانس عند اختيار النقاط المراد أخذ عينات منها، مما يسمح لها بأخذ عينات من الوسط بشكل متفرق، ويمكن أن تكون فعالة للغاية إذا كان الوسط متجانسًا تقريبًا. ^{[ 44 ]}^{[ 45 ]}

تتبع المسار ثنائي الاتجاه

يمكن أخذ عينات من التكامل باستخدام أحد النهجين المتميزين التاليين:

تتبع المسار العكسي ، حيث تُنشأ المسارات بدءًا من الكاميرا وتتحرك في أرجاء المشهد حتى تصل إلى مصدر ضوئي. يُطلق على هذه العملية اسم "عكسية" لأن بدء المسارات من الكاميرا والتحرك باتجاه مصدر الضوء يُعاكس اتجاه حركة الضوء الفعلية. ومع ذلك، تُنتج نفس النتيجة لأن جميع الأنظمة البصرية قابلة للعكس.
تتبع الضوء (أو تتبع المسار الأمامي )، حيث يتم إنشاء المسارات بدءًا من مصادر الضوء والارتداد حول المشهد حتى تصل إلى الكاميرا.

في كلتا الحالتين، يمكن استخدام تقنية تُسمى تقدير الحدث التالي لتقليل التباين. تعمل هذه التقنية عن طريق أخذ عينة مباشرة من عنصر مهم (الكاميرا في حالة تتبع الضوء ، أو مصدر الضوء في حالة تتبع المسار العكسي ) بدلاً من انتظار مسار ضوئي ليصطدم به عشوائياً. عادةً ما تكون هذه التقنية فعّالة، ولكنها تصبح أقل فائدة عند وجود دوال توزيع الانعكاس ثنائية الاتجاه (BRDF) لامعة أو شبه لامعة. بالنسبة لتتبع المسار العكسي ، يُؤدي ذلك إلى تباين عالٍ في مسارات الكاوستيك التي تتفاعل مع سطح منتشر، ثم ترتد عن سطح لامع قبل أن تصطدم بمصدر الضوء. لا يمكن استخدام تقدير الحدث التالي لأخذ عينات من هذه المسارات مباشرةً من السطح المنتشر، لأن التفاعل اللامع يقع في المنتصف. وبالمثل، لا يمكن استخدامه لأخذ عينات من المسارات من السطح اللامع لأنه لا يوجد سوى اتجاه واحد يمكن أن ينعكس فيه الضوء. يُعاني تتبع الضوء من مشكلة مماثلة عندما تتفاعل المسارات مع سطح لامع قبل أن تصطدم بالكاميرا. لأن هذا الوضع أكثر شيوعًا بشكل ملحوظ، ولأن الأجسام الزجاجية الصاخبة (أو السوداء تمامًا) تسبب اضطرابًا بصريًا كبيرًا، فإن تتبع المسار العكسي هو الطريقة الوحيدة المستخدمة لتتبع المسار أحادي الاتجاه في الممارسة العملية.

يُقدّم تتبّع المسار ثنائي الاتجاه خوارزمية تجمع بين النهجين، وتُنتج تباينًا أقل من أيٍّ منهما على حدة. لكل عينة، يُتتبّع مساران بشكل مستقل: أحدهما من مصدر الضوء والآخر من الكاميرا. ينتج عن ذلك مجموعة من استراتيجيات أخذ العينات الممكنة، حيث يُمكن توصيل كل رأس من أحد المسارين مباشرةً بكل رأس من المسار الآخر. تُعدّ خوارزميتا تتبّع الضوء الأصلي وتتبّع المسار العكسي حالتين خاصتين من هاتين الاستراتيجيتين. في تتبّع الضوء ، يتم توصيل رؤوس مسار الكاميرا مباشرةً بالرأس الأول من مسار الضوء. أما في تتبّع المسار العكسي ، فيتم توصيل رؤوس مسار الضوء بالرأس الأول من مسار الكاميرا. بالإضافة إلى ذلك، توجد العديد من استراتيجيات أخذ العينات الجديدة كليًا، حيث يتم توصيل الرؤوس الوسيطة. يُؤدي ترجيح جميع استراتيجيات أخذ العينات هذه باستخدام أخذ العينات المتعددة الأهمية إلى إنشاء مُستَقبِل جديد يُمكنه التقارب بشكل أسرع من تتبّع المسار أحادي الاتجاه، على الرغم من أنه يتطلب جهدًا أكبر لكل عينة. هذا الأمر فعال بشكل خاص بالنسبة للانعكاسات الضوئية أو المشاهد التي يتم إضاءتها بشكل أساسي من خلال الإضاءة غير المباشرة.

وسائل النقل الخفيف في المدينة

يمكن استخدام أخذ العينات المهمة لتحسين كفاءة تكامل مونت كارلو باستخدام توزيع عينة يتناسب تقريبًا مع القيمة المراد تكاملها. مع ذلك، لا ينجح هذا إلا إذا كان التوزيع الجيد معروفًا، وكانت هناك طريقة عملية لسحب العينات منه. غالبًا ما تكون توزيعات العينات المستخدمة في تتبع المسار بعيدة عن الأمثل، خاصةً إذا كانت الأشعة المنطلقة من الكاميرا يجب أن تنعكس أو تنكسر للوصول إلى الضوء. هناك طريقة بديلة لإجراء تكامل مونت كارلو، وهي طريقة متروبوليس ، التي تستخدم مسارًا عشوائيًا لتوليد عينات بتوزيع مُحسَّن. إنها طريقة مونت كارلو لسلسلة ماركوف (MCMC) يعود تاريخها إلى عام 1953 (وسّعها هاستينغز في عام 1970)، ولكن أول استخدام منشور لها في تتبع المسار، والذي يُسمى نقل ضوء متروبوليس (MLT)، لم يكن حتى عام 1997، بواسطة فيتش وجيباس (على الرغم من أن باحثين آخرين استكشفوا سابقًا استخدام MCMC لإيجاد حالة التوازن لنقل الضوء ). ^{[ 46 ]}^{[ 47 ]}^{[ 8 ]}

في أسلوب أخذ العينات بالأهمية القياسي، تُولَّد العينات بشكل مستقل، على سبيل المثال، عن طريق أخذ عينات من اتجاهات الأشعة ونقاط على مصادر الإضاءة المساحية داخل دالة تتبع المسار التي تأخذ قائمة من الأرقام العشوائية كمدخلات (أو تستخدم استدعاءات متتالية لمولد أرقام شبه عشوائية ). أما في طريقة متروبوليس، فتُولَّد العينات (المسماة بالاقتراحات ) من عينات أخرى عن طريق تعديلها عشوائيًا. في سياق طريقة متروبوليس متعددة المسارات (MLT)، تُمثِّل العينات مسارات كاملة من الكاميرا إلى مصدر الضوء، وتُسمى الاقتراحات بالطفرات (للمسارات). تكمن الفائدة الرئيسية للخوارزمية في قدرتها على توليد مسارات جديدة "قريبة" من المسارات الموجودة، لذا يُرجَّح أن تكون مسارات جيدة لأخذ العينات بالأهمية إذا كان المسار الأصلي جيدًا. إذا استُخدمت هذه المسارات في أسلوب أخذ العينات بالأهمية القياسي، فسيحتاج متتبع المسار إلى معرفة الاحتمالية المطلقة لتوليد كل مسار، وهو أمر يصعب حسابه، لكن طريقة متروبوليس لا تتطلب سوى معرفة الاحتمالية الشرطية لتوليد كل مسار مُعدَّل بالنظر إلى المسار السابق (واحتمالية التحويل العكسي). ^{[ 46 ]}^{[ 47 ]}^{[ 48 ]}

تُستخدم دالة الهدف (عادةً ما تكون سطوع الضوء المُساهم به في الصورة من مسار مُحدد) لتوجيه عملية أخذ العينات. بعد إنشاء مسار جديد من مسار موجود، تُقيّم دالة الهدف لهذا المسار الجديد، ثم تُقدم طريقة متروبوليس صيغةً لتحديد (احتماليًا) ما إذا كان سيتم استخدام المسار الجديد (مواصلة السير العشوائي في "فضاء المسار" في ذلك الاتجاه) أو التمسك بالمسار السابق والمحاولة مرة أخرى. يُقال إن المسارات (المقترحات) التي يتم اختيارها مقبولة . المسارات التي تكون دالة الهدف لها أعلى هي الأكثر احتمالًا للقبول، أما المسارات غير الصالحة (مثلًا، إذا كان أحد حواف المسار محجوبًا بجسم آخر) فلا تُقبل أبدًا. ^{[ 46 ]}^{[ 47 ]}^{[ 48 ]}

على الرغم من إمكانية تطبيق طريقة متروبوليس نظريًا على تتبع المسار أحادي الاتجاه القياسي (بدءًا من الكاميرا) واستخدامها لتوليد عينات لبكسل واحد في كل مرة، فقد اهتم فيتش وجيباس باستخدامها في سيناريوهات الإضاءة "الصعبة" حيث يكون تتبع المسار ثنائي الاتجاه مفيدًا عادةً؛ كما أن خطوة توليد المسار الأولية المطلوبة وخطوة التطبيع (تقدير السطوع الكلي للصورة) من شأنها أن تجعل الطريقة غير فعالة للبكسلات المفردة. تسمح طريقة MLT للمسارات المولدة "بالتجول" في جميع أنحاء الصورة، والمساهمة في أي بكسل (على غرار المسارات المستخدمة للانعكاسات الضوئية في تتبع المسار ثنائي الاتجاه). ^{[ 47 ]}^{[ 12 ]}

يحتاج MLT إلى توليد عينة أولية غير متحيزة لاستخدامها كمسار "أولي" قبل أن يبدأ في توليد الطفرات. ويتم ذلك عادةً عن طريق إعادة أخذ العينات، مما يُنتج عينات (مرجحة) بتوزيع يتناسب مع الدالة المستهدفة. تُستخدم مسارات أولية جديدة كل عدد معين من الطفرات للمساعدة في ضمان أخذ عينات كافية من فضاء المسار بأكمله. اختارت الخوارزمية الأصلية المسارات الأولية من مجموعات المسارات المولدة بواسطة تتبع المسار ثنائي الاتجاه. ^{[ 47 ]}^{[ 12 ]}

الطفرات المستخدمة في خوارزمية MLT الأصلية ^{[ 47 ]}^{[ 12 ]} في الأوصاف التالية، فإن "الرأس العاكس" هو نقطة سطحية يحدث فيها انعكاس أو انكسار مع تشتت ضئيل جدًا للضوء (على سبيل المثال نقطة على سطح الزجاج أو الماء، أو على مرآة)، و"الرأس المنتشر" هو نقطة في مسار يشتت الضوء بشكل منتشر باتجاه الكاميرا.

الطفرة ثنائية الاتجاه - يتم استبدال جزء مختار عشوائيًا من المسار (في أي من الطرفين، أو في المنتصف، وربما بطول صفر) بمسار فرعي جديد (ربما بطول صفر).
اضطراب العدسة - أول رأس غير لامع بعد تحريك الكاميرا قليلاً عن طريق تغيير اتجاه شعاع الكاميرا وإيجاد الرأس الأول الجديد على سطح منتشر.
اضطراب الكاوستيك - مشابه لاضطراب العدسة ولكنه يتخطى رأسًا منتشرًا واحدًا مباشرة بعد الكاميرا، وأي رؤوس عاكسة لاحقة، ثم يعطل اتجاه شعاع الضوء العائد إما من مصدر الضوء أو من الرأس المنتشر التالي.
اضطراب السلسلة المتعددة - يسمح باضطراب رأس منتشر يتم الوصول إليه عبر رؤوس لامعة من كل من الكاميرا ومصدر الضوء (على سبيل المثال، للحصول على تأثيرات انعكاس الضوء على قاع حوض السباحة).
تغيير مسار العدسة الفرعي - استبدال شعاع الكاميرا وأي رؤوس انعكاس لاحقة لإنتاج مسار لبكسل جديد (عادةً بكسل مجاور). يتم هذا الاستبدال بطريقة متدرجة لضمان تغطية الصورة بأكملها.

مساحة العينة الأولية، النقل الخفيف في المدينة

نظرًا لأن خوارزمية نقل الضوء متروبوليس (MLT)، كما طُرحت في الأصل، تُولّد المسارات بطريقة مختلفة تمامًا عن تتبع المسار القياسي (بما في ذلك تتبع المسار ثنائي الاتجاه)، فقد يكون من الصعب إضافة MLT إلى برامج تتبع المسار الحالية، أو دمجها كجزء من برنامج تتبع مسار يُنفّذ أنواعًا متعددة من تتبع المسار. تتغلب خوارزمية نقل الضوء متروبوليس في فضاء العينة الأساسي (PSSMLT) على هذه المشكلة بالاستفادة من حقيقة أن توليد العينات في تتبع المسار القياسي يعتمد على مجموعة من الأرقام العشوائية (أو الأرقام شبه العشوائية من متواليات منخفضة التباين) التي تُستخدم لاختيار اتجاهات الأشعة والمتغيرات العشوائية الأخرى في كل مرحلة من مراحل تتبع المسار. يمثل تسلسل الأرقام العشوائية، وعادةً ما تكون أرقامًا في الفترة $[0، 1)$ ، المستخدم لتوليد عينة فردية معينة، تمثيلًا لهذه العينة في مجال يُسمى فضاء العينة الأساسي . يمكن النظر إلى تتبع المسار على أنه تكامل مونت كارلو باستخدام أخذ عينات منتظم في فضاء العينة هذا (بدلاً من استخدام أخذ العينات المهم في فضاء المسار). ^{[ 46 ]}^{[ 48 ]}

بما أن برامج تتبع المسار توفر عادةً طرقًا متعددة لتوليد هذه الأرقام العشوائية، فمن الممكن عادةً السماح بتوليد الأرقام باستخدام طريقة متروبوليس. وهذا يسمح لتطبيق MLT باستخدام شيفرة تتبع المسار القياسية لتقييم العينات، مما يقلل بشكل كبير من كمية الشيفرة الجديدة المطلوبة. يمكن توليد المسارات المُعدَّلة بتعديل الأرقام العشوائية تعديلًا طفيفًا، بدلًا من إجراء عمليات معقدة على المسارات. ولأن احتمالات الانتقال من مسار إلى آخر في PSSMLT عادةً ما تكون متناظرة (الاحتمال متساوٍ في كلا الاتجاهين)، فإن الحسابات تكون أبسط بكثير. ^{[ 46 ]}^{[ 48 ]}

مع ذلك، غالبًا ما يكون PSSMLT أقل فعالية بكثير من MTL التقليدي، لأنه لا يستطيع عادةً تغيير جزء صغير من المسار مع الإبقاء على الباقي (مما يُحسّن كفاءة استكشاف المسارات الطويلة في MLT بشكل كبير). فبدلاً من أنواع الطفرات الخمسة المتخصصة التي يستخدمها MLT التقليدي (مثل إضافة أو إزالة رأس أو أكثر من رؤوس المسار في منتصفه)، فإنه عادةً ما يستخدم خطوات كبيرة وصغيرة تُعدّل جميع الأرقام. ^{[ 46 ]}^{[ 48 ]}

تعتمد خوارزمية النقل الضوئي متعددة الإرسال في متروبوليس (MMLT)، المصممة لمساحة العينة الأولية (وبالتالي فهي أسهل بكثير في التنفيذ من خوارزمية النقل الضوئي التقليدية، ولكنها لا تستطيع توليد جميع أنواع الطفرات)، على أسلوب التوازن في أخذ العينات المتعددة المهمة (MIS) لاختيار استراتيجيات تتبع المسار ثنائية الاتجاه المتعددة لربط المسارات. ويُعدّ هذا بمثابة بُعد إضافي في مساحة العينة. لا تتفوق خوارزمية MMLT دائمًا على خوارزمية النقل الضوئي التقليدية، ولكنها قد تكون أكثر قوة، مما يقلل من تشوهات الارتباط. ^{[ 46 ]}^{[ 48 ]}

رسم خرائط الفوتونات

يواجه تتبع المسار صعوبة في عرض الانعكاسات الضوئية - وهي بقع ضوئية ساطعة تظهر عندما ينعكس أو ينكسر مصدر ضوئي صغير أو شديد التوجيه (مثل الشمس) بواسطة سطح لامع أو جسم شفاف قبل أن يُضيء سطحًا آخر. عادةً ما تكون النتيجة مشوشة للغاية، مع وجود العديد من "اليراعات" (بكسلات ساطعة شاردة)، أو قد تكون الانعكاسات الضوئية مفقودة تمامًا. يمكن لتتبع المسار ثنائي الاتجاه عرض الانعكاسات الضوئية إذا سُمح لمسارات الضوء الفرعية بالمساهمة في أي بكسل في الصورة (مما يُخل بنموذج العرض بكسلًا بكسلًا)، ولكن قد تظل الانعكاسات الضوئية مفقودة عند عرضها في مرآة. يمكن أن يتسبب هذا النوع من الإضاءة الصعبة أيضًا في حدوث تشويش في أماكن أخرى من الصورة. ^{[ 49 ]}^{[ 12 ]}^{[ 50 ]}^{: 16.2.2}

تُتيح تقنية عرض مختلفة تُسمى رسم خرائط الفوتونات أو تقدير كثافة الفوتونات إمكانية عرض الانعكاسات الضوئية بكفاءة أكبر. تعمل هذه التقنية كعملية "التتبع الأمامي" أو "تتبع الجسيمات" في تتبع المسار ثنائي الاتجاه، حيث تُحاكي مسارات العديد من "حزم" الضوء المنبعثة من مصدر ضوئي. تُسمى هذه الحزم " فوتونات " في الخوارزمية، ولكنها عادةً لا تُمثل فوتونات فيزيائية حقيقية. يتم تتبع الفوتونات عبر الانعكاسات والانكسارات حتى تصطدم بسطح مُشتت ( غير لامع ) أو تغادر المشهد. تُجمع معلومات حول الفوتونات التي تصطدم بسطح ما في بنية بيانات تُسمى خريطة الفوتونات ، وتُستخدم لاحقًا، بدلًا من استخدامها مباشرةً لعرض بكسل مُحدد. تُنفذ خريطة الفوتونات باستخدام بنية مكانية مثل شجرة k - d أو شبكة تجزئة. تُعتبر تقنية رسم خرائط الفوتونات متحيزة ، لأنها تستخدم مُرشح تقدير الكثافة لتنعيم البيانات والسماح بتقدير شدة الضوء عند أي نقطة على السطح. في حال استخدام عدد غير كافٍ من عينات الضوء، قد تظهر الصورة ضبابية أو مشوشة بسبب المرشح. عادةً ما تُدمج تقنية رسم خرائط الفوتونات مع نوع من تتبع الأشعة ، مما يسمح بإضاءة مباشرة دقيقة وانعكاس وانكسار أشعة الكاميرا، بينما تُستخدم خرائط الفوتونات فقط للبقع الكاوية و/أو الإضاءة العالمية المنتشرة (غالبًا بخرائط منفصلة لكل منهما، لأن البقع الكاوية تتطلب عينات أكثر كثافة). ^{[ 19 ]}^{: 7.6}^{[ 1 ]}^{: 31.19، 32.6}^{[ 49 ]}

استخدمت إحدى الطرق المبكرة لرسم خرائط الفوتونات خريطة الفوتونات لتوجيه الأشعة للإضاءة الشاملة (التي تم عرضها باستخدام تتبع توزيع الأشعة)، بدلاً من استخدام معلومات الإشعاع في الخريطة مباشرةً. وهذا مشابه لتوجيه المسار في تتبع المسار الحديث. كما تم استكشاف طريقة أخرى وهي استخدام بيانات من خرائط الفوتونات كمتغيرات تحكم لتقليل تباين تتبع المسار. ويمكن أن تكون كلتا الطريقتين غير متحيزتين. ^{[ 49 ]}^{[ 28 ]}^{: 2}

رسم خرائط الفوتونات التدريجي

تم تحسين خوارزمية تُسمى " تخطيط الفوتونات التدريجي" لتمكين تتبع عدد أكبر من الفوتونات، دون أن يحدّ من هذا العدد الذاكرة المتاحة. يُمكن لتتبع المزيد من الفوتونات تقليل التحيز. بدلاً من البدء بتخطيط الفوتونات، تبدأ الخوارزمية بـ"مسح الكاميرا"، حيث يتم تتبع المسارات من الكاميرا حتى تصل إلى سطح مُشتت. تُخزن معلومات حول هذه المسارات الفرعية (المسماة بالنقاط المرئية ) في بنية بيانات مكانية. في مسح الفوتونات، يتم تتبع المسارات الفرعية من مصدر الضوء حتى تصل إلى سطح مُشتت، ثم يتم العثور على أي مسارات فرعية قريبة من مسح الكاميرا. تُحدد المسارات الفرعية للكاميرا مقدار الضوء من المسار الفرعي للضوء المُضاف إلى كل بكسل في الصورة. ^{[ 50 ]}

بدلاً من استهلاك الذاكرة بتخزين الفوتونات (المسارات الفرعية للضوء) في شجرة k -d (أو أي بنية مكانية أخرى)، يخزن رسم خرائط الفوتونات التدريجي النقاط المرئية (المسارات الفرعية للكاميرا)، وهو ما يزال يمثل مشكلة لأن الصورة المُتتبعة مسارياً تتطلب عادةً عددًا كبيرًا من أشعة الكاميرا لكل بكسل. يُحسّن نوعٌ مُعدّل يُسمى رسم خرائط الفوتونات التدريجي العشوائي من فعالية الخوارزمية بتقسيم عملية العرض إلى أزواج متعددة من تمريرات الكاميرا والضوء، حيث يتم تخزين مسار فرعي واحد فقط للكاميرا لكل بكسل في كل مرة. كما تتعقب الخوارزمية عدد الفوتونات القريبة الموجودة لكل نقطة مرئية للبكسل، وتقلل حجم نواة المرشح في التمريرات اللاحقة، مما يسمح بعرض تأثيرات كاوستيكية حادة حتى مع تتبع الفوتونات على دفعات أصغر. ^{[ 50 ]}

أطر عمل موحدة

تتمثل إحدى مشكلات أساليب رسم خرائط الفوتونات في ضرورة تقسيم الأسطح عادةً إلى أسطح لامعة (مشرقة) وأسطح منتشرة، مع استخدام استراتيجيات مختلفة لكل منهما، وقد لا يكون هذا التصنيف مثاليًا دائمًا. وقد وفرت تقنيات لاحقة، مثل ربط ودمج الرؤوس (VCM) وأخذ عينات المسار الموحد (UPS)، أطر عمل تسمح باستخدام كلٍ من رسم خرائط الفوتونات وتتبع المسار القياسي على أي سطح، وتسعى إلى تقليل التحيز بشكل أكبر. ^{[ 51 ]}^{[ 52 ]}^{[ 27 ]}

تُعدّ الأطر الموحدة أشكالًا من تتبع المسار ثنائي الاتجاه (BDPT)، وتعتمد على دمج المسارات الناتجة عن استراتيجيات مختلفة. قد يُولّد المسار نفسه بواسطة استراتيجيات متعددة، لذا يجب دمج المسارات بعناية باستخدام أوزان أخذ العينات المتعددة الأهمية (MIS). تُمثّل عينات رسم خرائط الفوتونات كمسارات حيث يتم ربط مسار فرعي من الكاميرا ومسار فرعي من مصدر ضوئي عند نقاط متقاربة (ولكن ليست متطابقة تمامًا) على سطح ما، أو كمسارات حيث تم تغيير موضع رأس على سطح ما باستخدام توزيع احتمالي يتوافق مع نواة المرشح المستخدمة لتنعيم تقدير كثافة الفوتونات. نظرًا لإمكانية حساب احتمالات أخذ العينات لجميع أنواع المسارات (سواء استخدمت استراتيجية رسم خرائط الفوتونات أم لا)، يمكن دمجها باستخدام أوزان MIS، كما هو الحال في BDPT القياسي. لا تزال الخوارزمية متحيزة، لكنها ستتقارب إلى النتيجة الصحيحة بشكل أسرع من أشكال رسم خرائط الفوتونات الأخرى مع ازدياد عدد المسارات الفرعية الضوئية. ^{[ 51 ]}^{[ 52 ]}

قد يؤدي إعادة استخدام نفس المسار الضوئي الفرعي لعدة بكسلات (كما هو الحال في معظم أشكال رسم خرائط الفوتونات) إلى حدوث ترابط بين البكسلات المتجاورة، مما قد ينتج عنه تشوهات مرئية ويسبب مشاكل لبرامج إزالة التشويش. تعمل طريقة VCM على تقليل هذا الترابط عن طريق تعديل كل مسار ضوئي فرعي عشوائيًا قبل استخدامه. ^{[ 51 ]}

إعادة تقليب

أتاحت التحسينات في أداء وحدة معالجة الرسومات (GPU) وتسريع تتبع الأشعة استخدامًا واسع النطاق لهذه التقنية في ألعاب الفيديو ، ولكن لعرض إضاءة واقعية في مشاهد مضاءة بأعداد كبيرة من مصادر الضوء، وإضاءة عالمية منتشرة مع ارتدادات متعددة، يجب إطلاق عدد كبير من الأشعة. يُعدّ هذا الأمر صعبًا في الوقت الفعلي بمعدل إطارات مقبول، خاصةً عند عرض بيئات كبيرة ومفصلة (على وجه الخصوص، لا يُعدّ تتبع المسار غير المتحيز، بأطوال مسار عشوائية، عمليًا في الوقت الفعلي). يتمثل أحد الحلول لهذه المشكلة في مشاركة البيانات بين وحدات البكسل في الصورة، أو بين الإطارات المتتالية، مما يقلل عدد عمليات إطلاق الأشعة المطلوبة لكل بكسل. يتم ذلك عادةً باستخدام مزيلات التشويش ومضاد التعرج الزمني (اللذان يُتيحان استخدام عدد أقل من العينات لكل بكسل)، إلا أنهما قد يتسببان في تشويش الصورة، وظهور "ظلال" عبر الإطارات، وتسرب الضوء حول الزوايا، وأنواع أخرى من التحيز. قد لا تستجيب خوارزميات إعادة الاستخدام القائمة على الحساب المسبق والتخزين المؤقت بالسرعة الكافية لتغيرات الإضاءة أثناء العرض في الوقت الفعلي، وقد تتسبب في تحيز كبير. ^[⁵³^]

تتيح مجموعة من التقنيات تُسمى إعادة أخذ العينات من الخزان المكاني الزمني ، أو ReSTIR ، مشاركة العينات بين البكسلات المتجاورة، ونقل العينات إلى الإطار التالي حتى عند تحرك الأجسام أو الكاميرا. ويمكنها القيام بذلك دون إدخال أي تحيز، أو يمكن استخدامها في أوضاع متحيزة ذات أداء أفضل وضوضاء أقل. تتكون ReSTIR من خطوات لتوليد عينات إضاءة مباشرة أو إضاءة شاملة جديدة لبكسل معين، وخطوات إعادة استخدام مكانية تحاول إعادة استخدام العينات من البكسلات المجاورة، وخطوات إعادة استخدام زمنية تحاول إعادة استخدام العينات من الإطار السابق (باستخدام التدفق البصري ، المعروف أيضًا باسم إعادة الإسقاط الزمني أو الإسقاط العكسي ، لاختيار بكسل مطابق، مع مراعاة حركة الكاميرا وأجسام المشهد). ^{[ 53 ]}^{[ 54 ]}^{: 2، 10}

تستخدم تقنية ReSTIR شكلاً من أشكال أخذ العينات الموزونة من الخزانات ، حيث تحتفظ ببنية بيانات تُسمى خزانًا لكل بكسل. يخزن الخزان عينة واحدة مع وزن مشابه للأوزان المستخدمة في أخذ العينات المهمة . (يمكن أيضًا استخدام خزانات تخزن أكثر من عينة واحدة: استخدم تطبيق ReSTIR الأصلي 4 عينات لكل خزان في نسخته المتحيزة، ولكن عينة واحدة فقط في النسخة غير المتحيزة الأكثر تكلفة). ^{[ 55 ]}^{: 15}^{[ 54 ]}^{: 10}

صُممت النسخة الأولى من ReSTIR، والتي تُسمى الآن ReSTIR DI، للإضاءة المباشرة في المشاهد ذات الإضاءة المتعددة. ولتوليد العينات الأولية، تستخدم تقنية قديمة تُسمى أخذ العينات المهمة المُعاد أخذ عينات منها (RIS). تقوم هذه التقنية بأخذ العديد من عينات الإضاءة بتكلفة منخفضة (دون مراعاة الرؤية) وتختار إحداها بناءً على سطوع العينة (وهذا شكل تقريبي أو عشوائي لأخذ العينات المهمة). ثم تُختبر العينة المختارة (مثل نقطة على ضوء معين) لتحديد ما إذا كانت مرئية (وإذا لم تكن كذلك، فيمكن التعامل معها كعينة ضوء ذات سطوع صفري) وتُخزن في المخزن، مع وزن لها. ^{[ 54 ]}^{: 4-6}^{[ 55 ]}^{: 18}

أثناء خطوات إعادة استخدام المساحة، يتم اختيار بكسل آخر عشوائيًا من منطقة مجاورة للبكسل المستهدف (مثل جميع البكسلات التي تبعد عنه مسافة أقل من 30 بكسلًا). ثم تُدمج العينة الموجودة في مخزن البكسل الآخر مع مخزن البكسل المستهدف عن طريق حساب أوزان أخذ العينات المتعددة المهمة (MIS) للعينتين، واختيار عينة باستخدام احتمالات تتناسب مع هذه الأوزان (إجراء مشابه لـ RIS). يتم تحديث الوزن في المخزن سواءً تم اختيار عينة البكسل الآخر أم لا. تُعد هذه العملية مكلفة في الإصدارات غير المتحيزة، لأن حساب أوزان MIS يتطلب معرفة مستوى الرؤية والسطوع لكلا عينتي الضوء، عند نقاط السطح المقابلة لكلا البكسلين، وهو ما يتضمن عادةً تتبع شعاعين أو مسارين (يمكن تقليل هذه التكلفة باستخدام نمط إعادة استخدام متبادل). تقوم بعض التطبيقات بفحص عدة بكسلات مجاورة (مثل 4 جيران) واختيار واحدة منها، مما يساعد على تقليل التباين ولكنه أكثر تكلفة، إذ يتطلب تتبع المزيد من الأشعة. ^{[ 54 ]}^{: 5-6}^{[ 55 ]}^{: 12، 16}

تُطبَّق إعادة الاستخدام الزمني، أي إعادة استخدام عينات من بكسل مُطابق في الإطار السابق، بطريقة مشابهة لإعادة الاستخدام المكاني. ولأن الكاميرا والأجسام في المشهد قد تكون تحركت، والإضاءة قد تكون تغيرت، فإنه يلزم حساب وضوح وسطوع كلتا عينتي الضوء عند نقطة السطح في كلا الإطارين لحساب الأوزان الصحيحة، وهو ما يتطلب عادةً تتبع شعاعين إضافيين. ^{[ 54 ]}^{: 6}^{[ 55 ]}^{: 16، 19}

سيكون التسلسل النموذجي للخطوات لكل إطار (والذي من المحتمل أن يتطلب عدة تمريرات على جميع وحدات البكسل) كما يلي: ^{[ 55 ]}^{: 16-17}

قم بإنشاء عينات أولية جديدة للبكسلات
إعادة استخدام مؤقتة
إعادة استخدام المساحات (مرة واحدة أو أكثر)
قم بعرض وحدات البكسل للإطار الحالي باستخدام العينات الموجودة الآن في الخزانات
قم بإزالة التشويش من الصورة المُعالجة

بدمج الخطوات بهذه الطريقة، يمكن للعينات أن تنتشر بسرعة إلى البكسلات المجاورة، مما يسمح بإعادة استخدام عدد كبير من العينات "الجيدة" التي يتم العثور عليها. قد يكون هذا مفيدًا في ظروف الإضاءة الصعبة (مثل وجود العديد من مصادر الإضاءة ولكن معظمها مظلل)، إلا أن الإفراط في إعادة استخدام عدد قليل من العينات يُسبب تشوهات في الارتباط قد تكون واضحة جدًا. ^{[ 55 ]}^{: 16-17}^{[ 56 ]}^{: 16-17}

يمكن لتقنية تتبع المسار استخدام النسخة غير المتحيزة من خوارزمية ReSTIR DI لحساب الإضاءة المباشرة لأول نقطة سطحية يتقاطع معها شعاع الكاميرا. وتُوسّع نسخة أكثر عمومية من ReSTIR لتتبع المسار، تُسمى ReSTIR PT، الخوارزمية لدعم إعادة استخدام مسارات عشوائية بدلاً من عينات الإضاءة المباشرة فقط. يتضمن ذلك تطبيق تحويل إزاحة على عينة لجعلها قابلة للتطبيق على الموضع واتجاه السطح المطلوبين لبكسل مختلف أو إطار مختلف (تم تقديم تحويلات الإزاحة كجزء من عرض مجال التدرج). على سبيل المثال، يُتيح تحويل الإزاحة المسمى إزاحة إعادة الاتصال إعادة استخدام جزء من المسار بعد التقاطع الثاني مع السطح، حيث يكفي تتبع شعاع واحد فقط للتحقق من الرؤية بين التقاطعين الأول والثاني. تُعد إزاحة إعادة الاتصال فعالة للغاية للإضاءة العالمية المنتشرة، وهي أساس خوارزمية مبسطة تُسمى ReSTIR GI (والتي تفترض أن جميع الأسطح لامبرتية عند التقاطع الثاني) والتي تم استخدامها في الألعاب. ^{[ 55 ]}^{: 22}^{[ 57 ]}^{: 8}^{[ 58 ]}

صُممت تقنية ReSTIR في الأساس للعرض الفوري، ولكن يمكن استخدامها أيضًا لتسريع العرض غير المتصل بالإنترنت. على الرغم من أن ReSTIR قد تكون غير متحيزة، إلا أن من عيوبها المحتملة (التي قد تجعلها أقل ملاءمة للعرض غير المتصل بالإنترنت) وجود ارتباط غير مرغوب فيه بين الأخطاء في البكسلات المتجاورة (مما قد يُنتج تشوهات) وبين الإطارات (مما قد يمنع التقارب)، بالإضافة إلى تشويش الألوان (يكون سطوع البكسلات صحيحًا، ولكن اللون به تشويش لا يتناقص مع تكرار المعالجة). للتخفيف من هذه المشاكل، يمكن حذف جزء إعادة الاستخدام الزمني، وبدلاً من ذلك، تُكرر عملية أخذ العينات الأولية وإعادة الاستخدام المكاني عدة مرات، ثم تُحسب متوسطات النتائج. ^{[ 56 ]}^{: 12، 16}

توجد الآن العديد من تطبيقات تقنية ReSTIR، التي تُطبّق على عرض الحجم، وعلى تأثيرات عمق المجال وضبابية الحركة، وتجمعها مع تقنيات أخرى مثل توجيه المسار. على الرغم من أن معظم أشكال ReSTIR تعمل في فضاء الشاشة (مع وجود خزان لكل بكسل)، إلا أن هناك أيضًا إصدارات في فضاء العالم تستخدم تقنية RIS وإعادة استخدام البيانات المكانية والزمانية للعثور على عينات إضاءة جيدة لمناطق الفضاء في شبكة ثلاثية الأبعاد. ^{[ 59 ]}^{[ 60 ]}^{[ 61 ]}^{[ 62 ]}

انظر أيضاً

أرنولد (برنامج)
بلندر (برنامج) – برنامج ثلاثي الأبعاد يدمج محرك Cycles ، وهو محرك عرض مُسرّع بواسطة وحدة معالجة الرسومات (GPU) يعتمد على تتبع المسار
عرض أوكتان
بيكسار ريندرمان
LuxCoreRenderer
تتبع المسار الحجمي

مراجع

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 هيوز، جون ف.؛ فان دام، أندرياس ؛ ماكغواير، مورغان؛ سكلار، ديفيد ف.؛ فولي، جيمس د .؛ فاينر، ستيفن ك.؛ أكلي، كورت (2014). رسومات الحاسوب : المبادئ والتطبيق (الطبعة الثالثة ). أديسون-ويسلي. ISBN 978-0-321-39952-6.
↑ هاينز، إريك؛ شيرلي، بيتر (25 فبراير 2019). "مصطلحات تتبع الأشعة". جواهر تتبع الأشعة: عرض عالي الجودة وفي الوقت الحقيقي باستخدام DXR وواجهات برمجة التطبيقات الأخرى . بيركلي، كاليفورنيا: Apress. doi : 10.1007/978-1-4842-4427-2 . ISBN 978-1-4842-4427-2.
1 2 3 4 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "1.6" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2026 .
1 2 3 4 جاروش، فويتش؛ كريستنسن، بير هـ. (2016). "المسار إلى الأفلام المُتتبعة المسار". أسس واتجاهات في رسومات الحاسوب والرؤية . 10 (2): 103-175 . arXiv : 1611.02145 . doi : 10.1561/0600000073 .
^ توماس تومز (26 نوفمبر 2021). "تقليل الضوضاء من رعب العفريت" . Blender.org . استوديو الخلاط . تم الاسترجاع في 27 مايو 2026 .
1 2 سيمور، مايك (13 أكتوبر 2014). "برنامج العرض الإنتاجي الجديد من ديزني 'هايبريون' - نعم، ديزني!" . fxguide.com . fxguide, LLC . تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "15. عرض الموجة الأمامية على وحدات معالجة الرسومات" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 كاجيا، جيمس ت. (1986). "معادلة العرض". مجلة ACM SIGGRAPH لرسومات الحاسوب . 20 (4): 143-150 . doi : 10.1145/15886.15902 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "1.2 العرض الواقعي وخوارزمية تتبع الأشعة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.1 معادلة نقل الضوء" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2026 .
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "5.4 الفيلم والتصوير" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 فيتش، إريك (1997). طرق مونت كارلو القوية لمحاكاة نقل الضوء (ملف PDF) (أطروحة دكتوراه). جامعة ستانفورد.
↑ غلاسنر، أندرو س. (2011) [1995]. مبادئ تركيب الصور الرقمية (ملف PDF) . 1.0.1. دار مورغان كوفمان للنشر. ISBN 978-1-55860-276-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.3 متتبع مسار بسيط" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.4 مُتتبّع مسار أفضل" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2026 .
1 2 3 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "9.2 الانعكاس المنتشر" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 6 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "2.2 تحسين الكفاءة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق (الطبعة الرابعة ). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.2 تتبع المسار" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 3 دوتري، فيليب؛ بالا، كافيتا؛ بيكارت، فيليب (2015). الإضاءة العالمية المتقدمة (الطبعة الثانية ). ايه كيه بيترز / CRC برس. رقم ISBN 978-1-4987-8562-4.
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.2 أخذ العينات والتكامل" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.5 أخذ العينات الطبقية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.6 عينة هالتون" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.7 عينات سوبول" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
↑ بولين، لويس؛ بونيل، نيكولا؛ كويرجولي، ديفيد؛ إيهل، جان كلود؛ ويبانك، أنطوان؛ ديبرون، ماثيو؛ أوستروموخوف، فيكتور (أغسطس 2020). "أخذ عينات النقل الأمثل المقطعي". معاملات ACM في الرسومات . 39 (4). doi : 10.1145/3386569.3392395 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.1 نظرية أخذ العينات" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 3 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "4.6 اللون" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13. قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2026 .
1 2 مولر، توماس؛ غروس، ماركوس؛ نوفاك، يان (يوليو 2017). "توجيه المسار العملي لمحاكاة نقل الضوء بكفاءة". منتدى رسومات الحاسوب . 36 (4): 91-100 . doi : 10.1111/cgf.13227 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "7.2 التجميعات" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
↑ ستيتش، مارتن (25 فبراير 2019). "مقدمة". في: هاينز، إريك؛ أكينين-مولر، توماس (محرران). جواهر تتبع الأشعة: عرض عالي الجودة وفي الوقت الحقيقي باستخدام DXR وواجهات برمجة التطبيقات الأخرى . بيركلي، كاليفورنيا: Apress. doi : 10.1007/978-1-4842-4427-2 . ISBN 978-1-4842-4427-2.
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "12.6 أخذ عينات الإضاءة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.8 إعادة بناء الصورة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "5 الفيلم والتصوير: قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 3 4 زويكر، م.؛ جاروز، و.؛ ليتينين، ج.؛ مون، ب.؛ رامامورثي، ر.؛ روسيل، ف.؛ سين، ب.؛ سولير، س.؛ يون، س.-إ. (مايو 2015). "التطورات الحديثة في أخذ العينات التكيفية وإعادة البناء لعرض مونت كارلو". منتدى رسومات الحاسوب . 34 (2).
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8 أخذ العينات وإعادة البناء: قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 مارشنر، ستيف؛ شيرلي، بيتر (2022). أساسيات رسومات الحاسوب (الطبعة الخامسة ). الصحافة اتفاقية حقوق الطفل. رقم ISBN 978-1-003-05033-9.
^ أكينين مولر، توماس. هينز، اريك. هوفمان، ناتي. بيسي، أنجيلو؛ إيوانيكي، ميشال؛ هيلير، سيباستيان (2018). العرض في الوقت الحقيقي ( الطبعة الرابعة). بوكا راتون، فلوريدا: AK Peters/CRC Press. رقم ISBN 978-1138627000.
1 2 3 4 5 6 7 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "4.3 انعكاس السطح" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .
1 2 3 4 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "9 نماذج انعكاس" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "9 نماذج انعكاس: قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "10 مواد وقوام" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11.1 عمليات تشتت الحجم" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق (الطبعة الرابعة ). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11 تشتت الحجم" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11.2 النفاذية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
↑ فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11.4 الوسائط" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 6 7 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (25 نوفمبر 2016). "16.4 النقل الخفيف في المدن الكبرى" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الثالثة). مورغان كوفمان. ISBN 978-0128006450تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2026 .
1 2 3 4 5 6 فيتش، إريك؛ غيباس، ليونيداس ج. (1997). "النقل الخفيف في المدن الكبرى". وقائع المؤتمر السنوي الرابع والعشرين حول رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية - سيغراف 97. الصفحات 65-76 . doi : 10.1145/258734.258775 . ISBN 0-89791-896-7.
1 2 3 4 5 6 هاتشيسوكا، توشيا؛ كابلانيان، أنطون س.؛ داشباخر، كارستن (27 يوليو 2014). "نقل الضوء متعدد الإرسال في المدن الكبرى". معاملات ACM في الرسومات . 33 (4): 1-10 . doi : 10.1145/2601097.2601138 .
1 2 3 جنسن، هنريك وان (1996). "الإضاءة العالمية باستخدام خرائط الفوتونات". وقائع ورشة عمل يوروغرافيكس حول تقنيات العرض '96 . سبرينغر-فيرلاغ. ص 21-30 . ISBN 3211828834.
1 2 3 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (25 نوفمبر 2016). "16.2 رسم خرائط الفوتون التدريجي العشوائي" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الثالثة). مورغان كوفمان. ISBN 978-0128006450تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2026 .
1 2 3 جورجييف، إليان؛ كريفانك، ياروسلاف؛ دافيدوفيتش، توماس؛ سلوساليك، فيليب (2012). “محاكاة النقل الخفيف مع الاتصال الرأسي والدمج”. معاملات ACM على الرسومات . 31 (6): 1– 10. دوى : 10.1145/2366145.2366211 .
1 2 هاتشيسوكا، توشيا؛ بانتاليوني، جاكوبو؛ جنسن، هنريك وان (2012). "توسيع فضاء المسار لمحاكاة نقل الضوء القوية". معاملات ACM في الرسومات . 31 (6): 1-10 . doi : 10.1145/2366145.2366210 .
1 2 وايمان، كريس (مايو 2025). كلمة كريس وايمان الرئيسية في مؤتمر I3D 2025 بعنوان "ReSTIR: السير على درب إعادة الاستخدام" (خطاب). ندوة ACM SIGGRAPH حول الرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية والألعاب 2025. جيرسي سيتي، نيوجيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية.
1 2 3 4 5 بيترلي، بينيديكت؛ وايمان، كريس؛ فار، مات ؛ شيرلي، بيتر ؛ ليفون، آرون؛ جاروش، فويتش (31 أغسطس 2020). "إعادة تشكيل الخزان المكاني الزمني لتتبع الأشعة في الوقت الحقيقي مع الإضاءة المباشرة الديناميكية" (ملف PDF) . معاملات ACM في الرسومات . 39 (4). doi : 10.1145/3386569.3392481 .
1 2 3 4 5 6 7 وايمان، كريس؛ كيتونين، ماركوس. لين، دقي؛ بيترلي، بنديكت؛ يوكسل، جيم؛ جاروش، فويتشخ؛ كوزلوفسكي، باول؛ دي فرانشيسكو، جيوفاني (2023). "مقدمة لطيفة إلى ReSTIR: إعادة استخدام المسار في الوقت الفعلي" (PDF) . دورات ACM SIGGRAPH 2023 . ص 1 – 38. دوى : 10.1145 / 3587423.3595511 . رقم ISBN 979-8-4007-0145-0.
لين، داقي؛ كيتونين، ماركوس؛ بيترلي، بينيديكت؛ بانتاليوني، جاكوبو؛ يوكسيل، سيم؛ وايمان، كريس (2022). "أخذ العينات المعمم المُعاد تشكيله: أسس ReSTIR" (ملف PDF) . معاملات ACM في الرسومات . 41 ( 4 ). doi : 10.1145/3528223.3530158 .
↑ أويانغ، ياوبين؛ ليو، شي تشيو؛ كيتونين، ماركوس؛ فار، مات ؛ بانتاليوني، جاكوبو (2021). "ReSTIR GI: إعادة تشكيل المسار لتتبع المسار في الوقت الحقيقي" . منتدى رسومات الحاسوب . 40 (8): 17-29 . doi : 10.1111/cgf.14378 .
↑ كنابيك، جاكوب؛ دي فرانشيسكو، جيوفاني؛ جدان، ديمتري؛ ليو، إدوارد؛ ماكاروف، يفغيني؛ كينيدي، جون؛ مارتيلا، يوهو؛ مورفي، مايكل؛ هوبلر، ناثان؛ تشيبلوكوف، تيم؛ كوزلوفسكي، باول (2024). "تطور خط أنابيب الإضاءة في الوقت الحقيقي في سايبربانك 2077". GPU Zen 3: تقنيات العرض المتقدمة . دار نشر بلاك كات. الصفحات 151-245 . ISBN 979-8344236797.
↑ لين، داقي؛ وايمان، كريس؛ يوكسيل، سيم (2021). "عرض حجمي سريع مع إعادة تشكيل الخزان المكاني الزمني" (ملف PDF) . معاملات ACM في الرسومات . 40 (6): 1-18 . doi : 10.1145/3478513.3480499 .
↑ ليو، جيفري؛ لين، داقي؛ كيتونين، ماركوس؛ وايمان، كريس؛ رامامورثي، رافي (2025). "تقنية رش الخزان لإعادة تشكيل المسار الزمني وتأثير ضبابية الحركة" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر المجموعة المتخصصة في رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية . الصفحات 1-11 . doi : 10.1145/3721238.3730646 . ISBN 979-8-4007-1540-2.
↑ زينغ، تشنغ؛ كيتونين، ماركوس؛ وايمان، كريس؛ وو، ليفان؛ رامامورثي، رافي؛ يان، لينغ-تشي؛ لين، داتشي (2025). "ReSTIR PG: توجيه المسار باستخدام مسارات مُعاد تشكيلها مكانيًا وزمنيًا". وقائع مؤتمر SIGGRAPH Asia 2025 ، الصفحات 1-11 . doi : 10.1145/3757377.3763813 . ISBN 979-8-4007-2137-3.
↑ بوكسانسكي، جاكوب؛ جوكارينين، باولا؛ وايمان، كريس (2021). "عرض العديد من الإضاءات باستخدام خزانات قائمة على الشبكة" . جواهر تتبع الأشعة II . APress. ص 351-365 . doi : 10.1007/978-1-4842-7185-8_23 . ISBN 978-1484271841.

[Hughes2014-1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 هيوز، جون ف.؛ فان دام، أندرياس ؛ ماكغواير، مورغان؛ سكلار، ديفيد ف.؛ فولي، جيمس د .؛ فاينر، ستيفن ك.؛ أكلي، كورت (2014). رسومات الحاسوب : المبادئ والتطبيق (الطبعة الثالثة ). أديسون-ويسلي. ISBN 978-0-321-39952-6.

[RayTracingGems_1-2] هاينز، إريك؛ شيرلي، بيتر (25 فبراير 2019). "مصطلحات تتبع الأشعة". جواهر تتبع الأشعة: عرض عالي الجودة وفي الوقت الحقيقي باستخدام DXR وواجهات برمجة التطبيقات الأخرى . بيركلي، كاليفورنيا: Apress. doi : 10.1007/978-1-4842-4427-2 . ISBN 978-1-4842-4427-2.

[Pharr2023_1_6-3] 1 2 3 4 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "1.6" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2026 .

[Christensen2016-4] 1 2 3 4 جاروش، فويتش؛ كريستنسن، بير هـ. (2016). "المسار إلى الأفلام المُتتبعة المسار". أسس واتجاهات في رسومات الحاسوب والرؤية . 10 (2): 103-175 . arXiv : 1611.02145 . doi : 10.1561/0600000073 .

[Thommes2021-5] توماس تومز (26 نوفمبر 2021). "تقليل الضوضاء من رعب العفريت" . Blender.org . استوديو الخلاط . تم الاسترجاع في 27 مايو 2026 .

[Seymour2014-6] 1 2 سيمور، مايك (13 أكتوبر 2014). "برنامج العرض الإنتاجي الجديد من ديزني 'هايبريون' - نعم، ديزني!" . fxguide.com . fxguide, LLC . تم الاطلاع عليه في 27 مايو 2026 .

[Pharr2023_15-7] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "15. عرض الموجة الأمامية على وحدات معالجة الرسومات" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2026 .

[Kajiya1986-8] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 كاجيا، جيمس ت. (1986). "معادلة العرض". مجلة ACM SIGGRAPH لرسومات الحاسوب . 20 (4): 143-150 . doi : 10.1145/15886.15902 .

[Pharr2023_1_2-9] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "1.2 العرض الواقعي وخوارزمية تتبع الأشعة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2026 .

[Pharr2023_13_1-10] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.1 معادلة نقل الضوء" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2026 .

[Pharr2023_5_4-11] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "5.4 الفيلم والتصوير" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Veach1997-12] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 فيتش، إريك (1997). طرق مونت كارلو القوية لمحاكاة نقل الضوء (ملف PDF) (أطروحة دكتوراه). جامعة ستانفورد.

[Glassner1995-13] غلاسنر، أندرو س. (2011) [1995]. مبادئ تركيب الصور الرقمية (ملف PDF) . 1.0.1. دار مورغان كوفمان للنشر. ISBN 978-1-55860-276-2تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2026 .

[Pharr2023_13_3-14] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.3 متتبع مسار بسيط" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2026 .

[Pharr2023_13_4-15] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.4 مُتتبّع مسار أفضل" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2026 .

[Pharr2023_9_2-16] 1 2 3 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "9.2 الانعكاس المنتشر" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 مايو 2026 .

[Pharr2023_2_2-17] 1 2 3 4 5 6 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "2.2 تحسين الكفاءة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق (الطبعة الرابعة ). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_13_2-18] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13.2 تتبع المسار" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Dutré2015-19] 1 2 3 دوتري، فيليب؛ بالا، كافيتا؛ بيكارت، فيليب (2015). الإضاءة العالمية المتقدمة (الطبعة الثانية ). ايه كيه بيترز / CRC برس. رقم ISBN 978-1-4987-8562-4.

[Pharr2023_8_2-20] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.2 أخذ العينات والتكامل" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_8_5-21] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.5 أخذ العينات الطبقية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_8_6-22] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.6 عينة هالتون" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_8_7-23] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.7 عينات سوبول" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Paulin2020-24] بولين، لويس؛ بونيل، نيكولا؛ كويرجولي، ديفيد؛ إيهل، جان كلود؛ ويبانك، أنطوان؛ ديبرون، ماثيو؛ أوستروموخوف، فيكتور (أغسطس 2020). "أخذ عينات النقل الأمثل المقطعي". معاملات ACM في الرسومات . 39 (4). doi : 10.1145/3386569.3392395 .

[Pharr2023_8_1-25] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.1 نظرية أخذ العينات" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_4_6-26] 1 2 3 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "4.6 اللون" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_13fr-27] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "13. قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2026 .

[Mueller2017-28] 1 2 مولر، توماس؛ غروس، ماركوس؛ نوفاك، يان (يوليو 2017). "توجيه المسار العملي لمحاكاة نقل الضوء بكفاءة". منتدى رسومات الحاسوب . 36 (4): 91-100 . doi : 10.1111/cgf.13227 .

[Pharr2023_7_2-29] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "7.2 التجميعات" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[RayTracingGems_Forword_Stich-30] ستيتش، مارتن (25 فبراير 2019). "مقدمة". في: هاينز، إريك؛ أكينين-مولر، توماس (محرران). جواهر تتبع الأشعة: عرض عالي الجودة وفي الوقت الحقيقي باستخدام DXR وواجهات برمجة التطبيقات الأخرى . بيركلي، كاليفورنيا: Apress. doi : 10.1007/978-1-4842-4427-2 . ISBN 978-1-4842-4427-2.

[Pharr2023_12_6-31] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "12.6 أخذ عينات الإضاءة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_8_8-32] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8.8 إعادة بناء الصورة" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_5_fr-33] 1 2 3 4 5 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "5 الفيلم والتصوير: قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Zwicker2015-34] 1 2 3 4 زويكر، م.؛ جاروز، و.؛ ليتينين، ج.؛ مون، ب.؛ رامامورثي، ر.؛ روسيل، ف.؛ سين، ب.؛ سولير، س.؛ يون، س.-إ. (مايو 2015). "التطورات الحديثة في أخذ العينات التكيفية وإعادة البناء لعرض مونت كارلو". منتدى رسومات الحاسوب . 34 (2).

[Pharr2023_8_fr-35] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "8 أخذ العينات وإعادة البناء: قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Marschner2022-36] 1 2 مارشنر، ستيف؛ شيرلي، بيتر (2022). أساسيات رسومات الحاسوب (الطبعة الخامسة ). الصحافة اتفاقية حقوق الطفل. رقم ISBN 978-1-003-05033-9.

[AkenineMöller2018-37] أكينين مولر، توماس. هينز، اريك. هوفمان، ناتي. بيسي، أنجيلو؛ إيوانيكي، ميشال؛ هيلير، سيباستيان (2018). العرض في الوقت الحقيقي ( الطبعة الرابعة). بوكا راتون، فلوريدا: AK Peters/CRC Press. رقم ISBN 978-1138627000.

[Pharr2023_4_3-38] 1 2 3 4 5 6 7 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "4.3 انعكاس السطح" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مايو 2026 .

[Pharr2023_9-39] 1 2 3 4 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "9 نماذج انعكاس" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2023_9fr-40] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "9 نماذج انعكاس: قراءات إضافية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2023_10-41] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "10 مواد وقوام" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2023_11_1-42] 1 2 3 4 5 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11.1 عمليات تشتت الحجم" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق (الطبعة الرابعة ). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2023_11-43] 1 2 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11 تشتت الحجم" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2023_11_2-44] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11.2 النفاذية" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2023_11_4-45] فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (28 مارس 2023). "11.4 الوسائط" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الرابعة). كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ISBN 978-0262048026تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .

[Pharr2016_Ch16_4-46] 1 2 3 4 5 6 7 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (25 نوفمبر 2016). "16.4 النقل الخفيف في المدن الكبرى" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الثالثة). مورغان كوفمان. ISBN 978-0128006450تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 مايو 2026 .

[VeachGuibas1997-47] 1 2 3 4 5 6 فيتش، إريك؛ غيباس، ليونيداس ج. (1997). "النقل الخفيف في المدن الكبرى". وقائع المؤتمر السنوي الرابع والعشرين حول رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية - سيغراف 97. الصفحات 65-76 . doi : 10.1145/258734.258775 . ISBN 0-89791-896-7.

[Hachisuka2014-48] 1 2 3 4 5 6 هاتشيسوكا، توشيا؛ كابلانيان، أنطون س.؛ داشباخر، كارستن (27 يوليو 2014). "نقل الضوء متعدد الإرسال في المدن الكبرى". معاملات ACM في الرسومات . 33 (4): 1-10 . doi : 10.1145/2601097.2601138 .

[Jensen1996-49] 1 2 3 جنسن، هنريك وان (1996). "الإضاءة العالمية باستخدام خرائط الفوتونات". وقائع ورشة عمل يوروغرافيكس حول تقنيات العرض '96 . سبرينغر-فيرلاغ. ص 21-30 . ISBN 3211828834.

[Pharr2016_Ch16_2-50] 1 2 3 فار، مات ؛ جاكوب، وينزل؛ همفريز، جريج (25 نوفمبر 2016). "16.2 رسم خرائط الفوتون التدريجي العشوائي" . العرض القائم على الفيزياء: من النظرية إلى التطبيق ( الطبعة الثالثة). مورغان كوفمان. ISBN 978-0128006450تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2026 .

[Georgiev2012-51] 1 2 3 جورجييف، إليان؛ كريفانك، ياروسلاف؛ دافيدوفيتش، توماس؛ سلوساليك، فيليب (2012). “محاكاة النقل الخفيف مع الاتصال الرأسي والدمج”. معاملات ACM على الرسومات . 31 (6): 1– 10. دوى : 10.1145/2366145.2366211 .

[Hachisuka2012-52] 1 2 هاتشيسوكا، توشيا؛ بانتاليوني، جاكوبو؛ جنسن، هنريك وان (2012). "توسيع فضاء المسار لمحاكاة نقل الضوء القوية". معاملات ACM في الرسومات . 31 (6): 1-10 . doi : 10.1145/2366145.2366210 .

[Wyman2025Keynote-53] 1 2 وايمان، كريس (مايو 2025). كلمة كريس وايمان الرئيسية في مؤتمر I3D 2025 بعنوان "ReSTIR: السير على درب إعادة الاستخدام" (خطاب). ندوة ACM SIGGRAPH حول الرسومات ثلاثية الأبعاد التفاعلية والألعاب 2025. جيرسي سيتي، نيوجيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية.

[Bitterli2020-54] 1 2 3 4 5 بيترلي، بينيديكت؛ وايمان، كريس؛ فار، مات ؛ شيرلي، بيتر ؛ ليفون، آرون؛ جاروش، فويتش (31 أغسطس 2020). "إعادة تشكيل الخزان المكاني الزمني لتتبع الأشعة في الوقت الحقيقي مع الإضاءة المباشرة الديناميكية" (ملف PDF) . معاملات ACM في الرسومات . 39 (4). doi : 10.1145/3386569.3392481 .

[Wyman2023Gentle-55] 1 2 3 4 5 6 7 وايمان، كريس؛ كيتونين، ماركوس. لين، دقي؛ بيترلي، بنديكت؛ يوكسل، جيم؛ جاروش، فويتشخ؛ كوزلوفسكي، باول؛ دي فرانشيسكو، جيوفاني (2023). "مقدمة لطيفة إلى ReSTIR: إعادة استخدام المسار في الوقت الفعلي" (PDF) . دورات ACM SIGGRAPH 2023 . ص 1 – 38. دوى : 10.1145 / 3587423.3595511 . رقم ISBN 979-8-4007-0145-0.

[Lin2022-56] لين، داقي؛ كيتونين، ماركوس؛ بيترلي، بينيديكت؛ بانتاليوني، جاكوبو؛ يوكسيل، سيم؛ وايمان، كريس (2022). "أخذ العينات المعمم المُعاد تشكيله: أسس ReSTIR" (ملف PDF) . معاملات ACM في الرسومات . 41 ( 4 ). doi : 10.1145/3528223.3530158 .

[Ouyang2021-57] أويانغ، ياوبين؛ ليو، شي تشيو؛ كيتونين، ماركوس؛ فار، مات ؛ بانتاليوني، جاكوبو (2021). "ReSTIR GI: إعادة تشكيل المسار لتتبع المسار في الوقت الحقيقي" . منتدى رسومات الحاسوب . 40 (8): 17-29 . doi : 10.1111/cgf.14378 .

[Knapik2024-58] كنابيك، جاكوب؛ دي فرانشيسكو، جيوفاني؛ جدان، ديمتري؛ ليو، إدوارد؛ ماكاروف، يفغيني؛ كينيدي، جون؛ مارتيلا، يوهو؛ مورفي، مايكل؛ هوبلر، ناثان؛ تشيبلوكوف، تيم؛ كوزلوفسكي، باول (2024). "تطور خط أنابيب الإضاءة في الوقت الحقيقي في سايبربانك 2077". GPU Zen 3: تقنيات العرض المتقدمة . دار نشر بلاك كات. الصفحات 151-245 . ISBN 979-8344236797.

[Lin2021-59] لين، داقي؛ وايمان، كريس؛ يوكسيل، سيم (2021). "عرض حجمي سريع مع إعادة تشكيل الخزان المكاني الزمني" (ملف PDF) . معاملات ACM في الرسومات . 40 (6): 1-18 . doi : 10.1145/3478513.3480499 .

[liu2025splatting-60] ليو، جيفري؛ لين، داقي؛ كيتونين، ماركوس؛ وايمان، كريس؛ رامامورثي، رافي (2025). "تقنية رش الخزان لإعادة تشكيل المسار الزمني وتأثير ضبابية الحركة" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر المجموعة المتخصصة في رسومات الحاسوب والتقنيات التفاعلية . الصفحات 1-11 . doi : 10.1145/3721238.3730646 . ISBN 979-8-4007-1540-2.

[zeng2025restirpg-61] زينغ، تشنغ؛ كيتونين، ماركوس؛ وايمان، كريس؛ وو، ليفان؛ رامامورثي، رافي؛ يان، لينغ-تشي؛ لين، داتشي (2025). "ReSTIR PG: توجيه المسار باستخدام مسارات مُعاد تشكيلها مكانيًا وزمنيًا". وقائع مؤتمر SIGGRAPH Asia 2025 ، الصفحات 1-11 . doi : 10.1145/3757377.3763813 . ISBN 979-8-4007-2137-3.

[Boksansky2021-62] بوكسانسكي، جاكوب؛ جوكارينين، باولا؛ وايمان، كريس (2021). "عرض العديد من الإضاءات باستخدام خزانات قائمة على الشبكة" . جواهر تتبع الأشعة II . APress. ص 351-365 . doi : 10.1007/978-1-4842-7185-8_23 . ISBN 978-1484271841.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[

[

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗