интересное расширение obj

в http://www.kixor.net/dev/objloader/ предложили расширение формата obj для raytracing

Sphere (non-standard):
Spheres are defined with a position vertex and two normals: one for the up normal and one for the equator normal. The length of either normal can be chosen for the sphere radius.

v 10 10 10
vn 1 0 0
vn 1 0 0
sp 1 1 2

Plane (non-standard):
Planes are defined with a position vertex and two normals: one for the rotation normal and one for the plane normal.

v 0 0 -10
vn 0 0 1
vn 1 0 0
pl 1 1 2

Light, point (non-standard):
A simple point light source. Use a material definition to set the output values.

v 10 50 0
lp 1

Light, quad (non-standard):
A 4 cornered area light.

v 0 50 0
v 10 50 0
v 10 50 10
v 0 50 10
lq 1 2 3 4

Light, disc (non-standard):
A disc-shaped arealight source. The normal specifies the direction and size of the disc.

v 0 50 0
vn 0 -1 0
ld 1 1

Camera (non-standard):
Used to define a simple camera. The 2 vertices define the camera position and the point the camera is focusing on. The normal defines the up vector.

v 0 0 -20
v 0 5 5
vn 0 1 0
c 1 2 1

принцип такой - описываются вершины, нормали, а потом выясняется что это описывали камеру и вершины изымаются из общего буфера вершин и нормалей и превращаются в описываемый обьект

также есть расширение mtl

r 0.5            # reflection amount (non-standard)

воплощу в своём рендере

я ускорил tinyobjloader!

до 25% ускорения в чтении/парсинге файлов obj и mtl, убрал медленный и устаревший код.

детально можно почитать на https://github.com/tigrazone/tinyobjloader/commit/9393eda99baae77cd6df471a41025467983a76c3
new tinyobjloader - faster

как я провёл выходные

   закопался в исходник smallppm, затем попутно вспомнил реализацию bpt и 2 варианта pt на предмет, к какому из хороших реализаций-примеров добавить эксперименты с guidiing pt, с которыми не было времени разобраться и вникнуть.
   edubpt оказался на редкость интересной реализацией bpt и pt там неплохие. ускорил там всё по максимуму. еще  всмотрелся в gemspt - в нём хорошо реализован pt с реализацией материалов. возрадовался чудесам простых оптимизаций.
   пробовал запустить mmlt - гибрид keleman mlt и pssmlt с учетом importance. предрасчеты долгие вела программа, то, что посчитала, было шумное и я не понял, чем этот метод хорош. отложил пока подальше.
   читал akari2, oreoreon renderer и примерял реализации qbvh к своему vcm. понял, что основывать свой qbvh буду на akari2. внёс оптимизации в vcm. решил снова возиться с vcm как с основным.
   в oreoreon renderer qbvh строится без учета sah, он интересен тем, как реализовано пересечение и храниение треугольников и других примитивов.
   в vcm сделал заготовку для qbvh. выбросил неиспользуемый код. добавил реализацию sincos с sse из mitsuba. с удивлением обнаружил, что в vcm есть уже savePFM. не ожидал, что так популярен неизвестный мне раньше hdri-формат.

предстоит также реализовать:

• image samplers - box, bspline, ...
• hdri background light
• tone mappers. раньше делал с помощью gamma и автоэкспозицией
• по-прежнему актуально - чтение 3d-форматов. основных
• текстуры
• sse-ускоренные 1/, sincos

очень благотворно чтение исходников. появляется время подумать и сравнить, сделать по-другому, собрать крупицы в свой продукт. благодарю авторов embree, embree example renderer, oreoreon renderer, akari2, edubpt, gemspt

из понравившегося и планы на 8 марта

• On-line Learning of Parametric Mixture Models for Light Transport Simulation
  предлагается guided path tracing, который на уровне vcm, но без многих шаманств. посмотрел прилагающийся исходник и в очередной раз ужаснулся силе многих overqualified с++-программистов. пример использования техники там привязан к mitsuba, который сам по себе - класс на классе. чую я, что напишу на основе исходника из следующей ссылки simple_guided_pt.cpp
  guided pt состоит в том, что сначала трассируются фотоны и сохраняются в importance map. затем производится честный path tracing с минимальными добавками - перед path tracing дописать photon tracing проход и при умножении переменной, отвечающей за importance при path tracing коэффициент берётся из просчитанной importance photon map
  
  
• smallpm: Global Illumination in 128 lines of C++
  Global illumination via Photon Mapping
  спасибо японскому товарищу за исходник ;-)
  с помощью него написать importance PHOTON MAP будет проще, чем по каракулям из исходника из предыдущей ссылки
  
  
• kd-tree для photon mapping мне не нравится и потому буду использовать hash grid из smallppm.cpp
  к тому ж, smallppm значительно быстрее smallpm
  
  
• у Toshiya Hachisuka нашел "Multiplexed Metropolis Light Transport"   [slides]   [code - mmlt]   [code - pssmlt]
  с исходным кодом!
  

сцена для проверки методов просчёта на каустику

взята из проекта oreoren-rendering и назначено много стекла и треугольник с преломлением.
просчитана с помощью photon mapping.
считалось долго и на потолке освещение вышло отвратительного качества, да и по всей картинке - размытость и нечеткие детали, особенно в каустике.

радует:

• множество световых эфектов - каустики на полу, под водой, преломления через треугольник большой, сфера преломляющая, а за ней - отражающая 
• необычная геометрия - примитивы Cuboid(цветные квадраты - один примитив) и NoiseSurface(водная поверхность - 1 примитив):
  

  [Cuboid] scale = 12 12 12 rotate = 30 30 0 position = 0 0 -100 material = Black repeat = 7 7 7 interval = 1 margin = 0 0 0 randColor = true

  [NoiseSurface] center = 0 -35 0 scale = 150 3 150 rotate = 0 0 0 division = 2000 2000 material = Water noisyHeight = true noisyColor = false

материалы описаны так:

[Material] name = Mirror color = .999 .999 .999 refl = SPEC [Material] name = Glass color = 1 1 1 refl = REFR refrIndex = 1.5 [Material] name = Glass2 color = 0.9 0.9 0.9 refl = REFR refrIndex = 1.5 [Material] name = Black color = 0.1 0.1 0.1 refl = DIFF

[Material] name = CornellRed color = .75 .25 .25 refl = DIFF [Material] name = CornellBlue color = .25 .25 .75 refl = DIFF [Material] name = CornellGray color = .75 .75 .75 refl = DIFF [Material] name = Water refl = REFR color = 0.8 1.0 0.95 refrIndex = 1.333

8 миллионов поли
LightSource - AREA, rectangle(4 вершины)
примитивы - 4 Rectangle, 2 сферы, 1  Cuboid, 1   NoiseSurface, 2 модели из obj-файлов

под катом - вариант сцены с водной гладью - наклон на пару градусов по всем осям и по y больше размер