प्रकाश परिवहन सिमुलेशन के पुनःप्रारूपण के लिए क्वांटम रे मार्चिंग
Author
Venue
सिग्राफ एशिया 2023
Abstract
कंप्यूटर ग्राफिक्स में क्वांटम कंप्यूटरों के उपयोग ने हाल के वर्षों में, विशेष रूप से रेंडरिंग के अनुप्रयोग के लिए, रुचि प्राप्त की है। क्वांटम रेंडरिंग में वर्तमान अत्याधुनिक तकनीक, एम प्राइमिटिव्स के लिए 𝑂(√𝑀) में किरण प्रतिच्छेदन खोजने के लिए ग्रोवर के खोज एल्गोरिथम पर निर्भर करती है। यह क्वांटम दृष्टिकोण 𝑂(𝑀) के सरल दृष्टिकोण से तेज़ है, लेकिन एक्सेलेरेशन डेटा स्ट्रक्चर के साथ आधुनिक किरण ट्रेसिंग के 𝑂(log 𝑀) से धीमा है। इसके अलावा, यह क्वांटम रे ट्रेसिंग विधि मौलिक रूप से एक समय में एक किरण कास्ट करने तक सीमित है, जिससे क्वांटम रेंडरिंग में किरणों की संख्या के लिए स्केलिंग गैर-क्वांटम एल्गोरिदम के समान ही रह जाती है। हम एक नई क्वांटम रेंडरिंग विधि, क्वांटम रे मार्चिंग प्रस्तुत करते हैं, जो रे मार्चिंग को एक क्वांटम रैंडम वॉक के रूप में पुनर्व्याख्यायित करने पर आधारित है। हमारा काम प्रकाश परिवहन सिमुलेशन में सक्षम पहली पूर्ण क्वांटम रेंडरिंग पाइपलाइन है और यह गैर-क्वांटम समकक्षों की तुलना में असिम्प्टोटिक रूप से तेज़ बनी हुई है। हमारी क्वांटम रे मार्चिंग बहुपद लागत के साथ घातीय संख्या में पथों को ट्रेस कर सकती है, और यह गैर-क्वांटम 𝑂(1/√𝑁) के विपरीत, 𝑁 अनुमानों के लिए 𝑂(1/𝑁) में अभिसरण करने के लिए क्वांटम संख्यात्मक एकीकरण का लाभ उठाती है। इन गुणों ने पहली ऐसी क्वांटम रेंडरिंग को जन्म दिया जो गैर-क्वांटम मोंटे कार्लो रेंडरिंग की तुलना में असिम्प्टोटिक रूप से तेज़ है। हमने 2D और 3D दृश्यों को रेंडर करके अपने एल्गोरिथम का संख्यात्मक रूप से परीक्षण किया।
