Advances in spectral uplifting and reconstruction

Abstract

Renderers are integral to computer graphics, enabling realistic simulation of light in 3D scenes across a wide range of applications, including the movie industry, architectural visualizations, medical imaging, etc. While traditional rendering pipelines often rely on RGB-based representation of material proper- ties due to its simplicity, novel approaches achieve a higher degree of realism by using the spectral representation, which reflects real-world behavior. However, adoption of a spectral rendering pipeline poses multiple challenges, with the scarcity of spectral assets being among the most significant ones. To address this, a common practice is to create them in the RGB color space and subse- quently convert them into their spectral counterparts - with a process called spectral uplifting. As multiple different spectra can correspond to the same RGB value (a phenomenon called metamerism), designing an effective spectral uplifting system is inherently complex - and even despite the current advance- ments, the research field has many areas for improvement. This thesis broadens the current scope by introducing two novel uplifting approaches - first, the op- tion of wide gamut constrained uplifting, which allows the user to specify the shapes the spectra should achieve, and second, a physically based...

Renderery sú neoddeliteľnou súčasťou počítačovej grafiky, keďže umožňujú realistickú simuláciu svetla v 3D scénach naprieč širokým spektrom aplikácií, vrátane filmového priemyslu, architektonických vizualizácií, medicínskeho zo- brazovania a ďalších. Tradičné renderovacie postupy často využívajú reprezentáciu materiálových vlastností v RGB farebnom priestore kvôli jej jednoduchosti, no novšie prístupy dosahujú vyšší stupeň realizmu vďaka spektrálnej reprezentácii, ktorá lepšie odráža správanie svetla v reálnom svete. Implementácia spektrálneho renderovacieho procesu však prináša viaceré výzvy, pričom jednou z najvýznamnejších je nedostatok spektrálnych dát. Bežnou praxou je teda ich vytváranie v RGB priestore a následná konverzia do spektrálnej reprezentácie - proces známy ako spektrálny uplifting. Keďže tej istej RGB farbe môže zodpovedať viacero rôznych spektier (jav známy ako metamerizmus), navrhnúť efektívny systém pre spektrálny uplifting je prirodzene náročné - a aj napriek súčasnému pokroku má výskum v tejto oblasti stále priestor na zlepšenie. Táto dizertačná práca rozširuje aktuálny rámec dvoma novými prístupmi ku konverzii - prvým je možnosť podmieneného spektrálneho upliftingu pre...