Marche des rayons quantiques pour la reformulation de la simulation du transport de la lumière
Author
Venue
SIGGRAPH Asia 2023
Abstract
L'utilisation des ordinateurs quantiques en infographie a suscité un intérêt croissant ces dernières années, en particulier pour le rendu. L'état de l'art actuel en matière de rendu quantique repose sur la recherche de Grover pour trouver les intersections de rayons en 𝑂(√𝑀) pour 𝑀 primitives. Cette approche quantique est plus rapide que l'approche naïve de 𝑂(𝑀), mais plus lente que celle de 𝑂(log 𝑀) du ray tracing moderne utilisant une structure de données d'accélération. De plus, cette méthode de ray tracing quantique est fondamentalement limitée à l'émission d'un rayon à la fois, ce qui fait que l'échelle du rendu quantique pour le nombre de rayons reste la même que celle des algorithmes non quantiques. Nous présentons une nouvelle méthode de rendu quantique, le « quantum ray marching », basée sur la reformulation du ray marching en tant que marche aléatoire quantique. Notre travail constitue le premier pipeline complet de rendu quantique capable de simuler le transport de la lumière et reste asymptotiquement plus rapide que ses homologues non quantiques. Notre marche de rayons quantique peut tracer un nombre exponentiel de chemins avec un coût polynomial, et elle exploite l'intégration numérique quantique pour converger en 𝑂(1/𝑁) pour 𝑁 estimations, par opposition à 𝑂(1/√𝑁) pour les méthodes non quantiques. Ces propriétés ont conduit au premier rendu quantique qui est asymptotiquement plus rapide que le rendu Monte Carlo non quantique. Nous avons testé numériquement notre algorithme en rendant des scènes en 2D et en 3D.
