BRDF Editor

Abstract

Název: BRDF Editor Autor: Jan Waltl Katedra: Katedra softwaru a výuky informatiky Vedoucí práce: RNDr. Josef Pelikán, Katedra softwaru a výuky informatiky Abstrakt: Cílem této práce je vytvořit prostředí pro tvorbu a editaci materiálů v podobě bidirectional reflectance functions(BRDF) (obousměrné distribuční funkce odrazu světla). Výsledkem práce je grafická aplikace umožňující psaní těchto funkcí, náhled jejich chování ve formě 2D grafů a otestování v jednoduchých prostředích. Aby se toho dosáhlo, bude část programu využívat grafické karty skrze OpenCL. Tento přístup by měl umožnit interaktivní práci s funkcemi. Součástí je imple- mentace známých algoritmů sledování paprsků, které právě dokáží vykreslovat realisticky vypadající obrázky včetně nepřímého osvětlení. Tyto algoritmy budou používat metodu vzorkování dle důležitosti, včetně možnosti napsaní vlastního vzorkování pro dané BRDF. Klíčová slova: BRDF OpenCL photo-realistic rendering path tracing GPU iii

Title: BRDF Editor Author: Jan Waltl Department: Department of Software and Computer Science Education Supervisor: RNDr. Josef Pelik'an, Department of Software and Computer Science Education Abstract: The goal of this thesis is to create a working environment for the development and testing of bidirectional reflectance functions (BRDFs). The result of our work is a graphical application that offers tools to write these BRDFs, see how they behave on dynamic 2D graphs and in simple scenes. To achieve this, we created a general framework for physically based rendering algorithms. With the help of accelerating in hardware, in particular graphics cards(GPUs), we use OpenCL API to boost performance and allow interactive work with the developed functions. As part of the work, we implemented the path tracing algorithm capable of rendering realistic-looking scenes with indirect lighting from area lights and an environment light. The used algorithm uses importance sampling to greatly improve convergence speed and allows writing these custom sampling strategies for the written BRDFs and seeing how they match the BRDF, thus testing their effectiveness. Keywords: BRDF OpenCL photo-realistic rendering path tracing GPU iii